Kas iš tiesų yra virusai? Ir kuo jie svarbūs evoliucijai ir bioįvairovės reguliavimui? (1)
Kol valstybės visame pasaulyje kariauja su naujuoju koronavirusu SARS-CoV-2, bandyti įrodyti virusų naudingumą gali būti lygiai taip pat sunku, kaip plaukti prieš srovę judrioje upėje. Tačiau tinkamai suprasti virusus gali būti naudinga užgniaužiant dabartinį COVID-19 protrūkį ir galbūt išvengiant pandemijų ateityje.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pasak portalo „Euronews“, mokslas dar tik pradeda suprasti didelę virusų svarbą bioįvairovei, rūšių (tarp jų ir mūsų) evoliucijai ir net klimato kaitai. Ir šis suvokimo trūkumas yra labai susijęs su mūsų medicinos istorija.
Virusų, kaip pagrindinių infekcinių ligų kaltininkų, apibrėžimas pradėtas vartoti XIX a., labiausiai orientuojantis tik į patogeninius šio darinio aspektus. Ir tik XX a. pabaigoje mokslininkai ėmė iš arčiau tirti ir kitas virusų funkcijas mūsų planetoje.
Taigi, kaip šiais laikais mes žinome apie „gerųjų“ bakterijų egzistavimą, kurios yra plačiai naudojamos maisto industrijoje, virusai gali taip pat vaidinti svarbų vaidmenį gerąja prasme.
Kas yra virusas?
Virusų apibrėžimas kinta kartu su naujais technologiniais ir mokslo atradimais. Tradiciškai virusas yra apibrėžiamas kaip genetinės informacijos molekulė, kuri yra apdengta apsauginiu sluoksniu (kapside).
Kai kurie virusai, kaip ir SARS-CoV-2, taip pat turi lipidinį voką, kuris apdengia kapsidę – tai paaiškina, kodėl rankų plovimas su muilu padeda atsikratyti viruso nuo rankų.
Virusai geba daugintis tik užkrėsdami šeimininko ląstelę, kurią jie perprogramuoja pagal poreikius. Būtent ši priklausomybė nuo kitų gyvybės formų iki šiol kursto diskusijas, ar virusai gali būti laikomi gyvu sutvėrimu.
Ilgą laiką buvo manyta, kad virusai yra mažesnio nei 0,2 mikrometro dydžio, tačiau, 2003 m. atradus milžiniškuosius virusus, ši teorija buvo atmesta.
Virusus galima rasti iš esmės visoje Žemėje ir jų yra gerokai daugiau nei bakterijų. Manoma, kad šiuo metu mūsų planetoje yra bent 10³¹ virusinių dalelių, pavyzdžiui, yra spėjama, kad visatoje „tėra“ 10²³ žvaigždžių.
Virusus gali užkrėsti ir kiti virusai. 2008 m. mokslininkai atrado vadinamuosius virofagus, kurie gali daugintis tik milžiniškųjų virusų užkrėstose ląstelėse. Šių neįprastų virofagų dauginimasis gali sustabdyti kitų virusų plitimą organizme.
Virusai kaip bioįvairovės reguliavimo priemonė
Aišku, kai kurie virusai, kaip ir bakterijos, gali sukelti žmonėms ligas, kaip dabartinio koronaviruso atveju.
Tačiau yra virusų, kurie taikosi į patogenines bakterijas. Jie gali būti naudojami bakterinės kilmės ligoms gydyti. Ši procedūra vadinama fagoterapija – gan perspektyvus gydymo metodas, ypač, kai stiprėja bakterijų atsparumas antibiotikams. Ši terapija yra gan plačiai naudojama Sakartvele ir yra daugelio tyrimų pasaulyje objektas.
Virusų įtaka bioįvairovei iki šiol nėra puikiai žinoma, nepaisant jų visapusiškumo. Mokslinė bendruomenė dar tik dabar pradeda suprasti, kokio masto informacijos trūkumas gaubia šią sritį.
Galima paimti kad ir mikroskopinių dumblių\ (Emiliania huxleyi\) atvejį. Šie maži augalai surenka anglies dioksidą iš oro, suformuodami kalkingą kiautą ir periodiškai, bet milžiniškais kiekiais dauginasi. Šį žydėjimo procesą kontroliuoja virusai, kurie nužudo minėtuosius dumblius.
Šio proceso metu išskiriamas kalcitas galiausiai tūkstančių kv. kilometrų plote suformuoja milžiniškas baltas bangas, kurios yra matomos net iš kosmoso. Tas anglies turintis kalcitas galiausiai nusėda ant vandenynų dugno.
Mokslininkai ne vieną kartą bandė atkartoti šį fenomeną dirbtinai be virusų pagalbos, tačiau tai baigėsi nesėkme ir dumbliai didžiąją dalį anglies dioksido vėl išleisdavo į atmosferą vietoje įprasto „palaidojimo“ jūros dugne.
Svarbus vaidmuo gyvūnų evoliucijoje
Be savo įprasto grobuonių vaidmens, virusai taip pat suvaidino milžinišką vaidmenį daugelio gyvūnų evoliucijos proteste – mūsų rūšis tikrai nėra išimtis.
Iš tiesų žinduolių evoliucija nebūtų buvusi įmanoma be sincitino – virusinės kilmės baltymo, kuris atsirado iš priešistorinių retrovirusų (tos pačios šeimos kaip ŽIV) ir buvo įtrauktas į mūsų genetinį kodą. Šie baltymai evoliucionavo ir išmoko išvengti mūsų imuninės sistemos, kartu neleisdami motinai iš savo organizmo išmesti užgimusį vaisių. Kitaip tariant, be šio viruso mes vis dar dėtume kiaušinius.
Kitas retrovirusinės kilmės proteinas taip pat suvaidino didelį vaidmenį formuojantis stuburinių gyvūnų nervinei sistemai.
Šios sąsajos su gyvūnų evoliucija gali eiti iki pat ištakų, nes spėjama, kad dėl virusų atsirado ir pats gyvybės pagrindas – DNR.
Ekosistemų invazija ir sunaikinimas yra naujų virusų susikūrimo terpė
Taigi, jeigu virusai yra kartu su mumis nuo pat gyvybės ištakų, kai kuriems šių organizmų dalims esant net mūsų genetiniame kode, kaip paaiškinti šiuo metu vykstančias ir pasaulio gyventojus netikėtai užpuolusias virusinių ligų pandemijas?
Gan spartus naujojo koronaviruso plitimas, jo efektyvumas ir pavojingumas, panašu, į dienos šviesą iškelia ne vieną konspiracijos teoriją. Tačiau mokslininkams mikrobiologinės įvairovės pokyčiai yra pakankamas paaiškinimas į klausimą, iš kur šis virusas atsirado.
Kad geriau suprastume esmę, galima virusus sugretinti su kitais gyvūnais. Jeigu plėšri katė ieškodama maisto pradėjo labai dažnai rodytis miesto teritorijoje, galima spėti, kad jos buvusi natūrali aplinka pasikeitė ir gyvūnas yra priverstas ieškoti grobio kitur. Tas pats vyksta ir su virusais.
Visi virusai turi tam tikrą prisitaikymą ir potraukį vienam ląstelės tipui – galiausiai paveikiant tik vieną konkrečią gyvūnų ar augalų rūšį. Tačiau kai yra pakeičiama įprasta gyvenamoji aplinka, virusai gali prisitaikyti ir prie naujų svečių.
Taigi, dėl urbanizacijos ir medžių kirtimo mažėjant natūralios gamtos plotų nieko nuostabaus, kad kai kurie virusai prisitaikė užkrėsti žmones.
Toks scenarijus jau yra įvykęs ne vieną kartą: tai buvo SARS ir MERS epidemijų ir yra dabartinio COVID-19 pandemijų priežastis.
Ar naujasis koronavirusas bus išnaikintas?
Technologiškai įmanoma įsivaizduoti žmones užkrečiančio SARS-CoV-2 išnaikinimą, tačiau tai tėra vieno tipo koronavirusas. Todėl, atsižvelgus į paprasčiausią įvairiausių virusų kiekį, visiškas išnaikinimas atrodo menkai tikėtinas.
COVID-19 liga gali būti sustabdyta, išgydyta ir nugalėta, tačiau 7 mlrd. žmonių ir dar daugybę gyvūnų rūšių turinčioje planetoje yra geriau kliautis sveikatos apsaugos sistema ir visuomenės gebėjimais, kad susitvarkys su tokio masto pandemijomis.