H УМАНЫ ДУМАЮТ о себе как о главных хищниках мира. Отсюда молчание саблезубых тигров, отсутствие моа из Новой Зеландии и длинный список исчезающей мегафауны. Но ТОРС —С оВ -2 показывает, как люди также могут оказаться добычей. Вирусы вызвали целый ряд современных пандемий, от covid-19 до ВИЧ /СПИД к вспышке гриппа в 1918-20 годах, в результате которой погибло гораздо больше людей, чем во время первой мировой войны. До этого колонизация Америки европейцами была спровоцирована — и, возможно, стала возможной — эпидемиями оспы, кори и гриппа, невольно принесенными захватчиками, которые уничтожили многих коренных жителей.
Ваш браузер не поддерживает элемент «аудио».
Наслаждайтесь большим количеством аудио и подкастов на iOS или Android.
Однако влияние вирусов на жизнь на Земле выходит далеко за рамки прошлых и нынешних трагедий одного вида, какими бы насущными они ни казались. Хотя изучение вирусов началось как исследование того, что казалось странным подмножеством патогенов, недавние исследования ставят их в центр объяснения стратегий генов, как эгоистичных, так и иных.
Вирусы невообразимо разнообразны и вездесущи. И становится ясно, насколько они повлияли на эволюцию всех организмов с самого зарождения жизни. В этом они демонстрируют слепую, безжалостную силу естественного отбора в его наиболее драматичном проявлении. И — для одной группы умных двуногих млекопитающих, которых помогли создать вирусы, — они также представляют собой пьянящую смесь угрозы и возможностей.
Как объясняется в нашем эссе в выпуске за эту неделю, вирусы лучше всего рассматривать как пакеты генетического материала, которые используют метаболизм другого организма для размножения. Они — паразиты в чистом виде: они заимствуют у хозяина все, кроме генетического кода, который делает их такими, какие они есть. Они лишают саму жизнь самого необходимого — информации и ее воспроизведения. Если судить по обилию вирусов, то это действительно очень успешная стратегия.
Мир кишит ими. Один анализ морской воды выявил 200 000 различных видов вирусов, и он не был всеобъемлющим. Другие исследования показывают, что один литр морской воды может содержать более 100 миллиардов вирусных частиц, а килограмм высушенной почвы — в десять раз больше. В целом, согласно расчетам на обратной стороне очень большого конверта, мир может содержать 10 из 31 вещей — это единица, за которой следует 31 нуль, что намного превышает количество всех других форм жизни на планете.
Насколько можно судить, вирусы — часто самых разных видов — приспособились атаковать каждый существующий организм. Одна из причин, по которой они являются движущими силами эволюции, заключается в том, что они наблюдают за безжалостной и чудовищной бойней, мутируя при этом. Это особенно очевидно в океанах, где пятая часть одноклеточного планктона ежедневно погибает от вирусов. С экологической точки зрения это способствует разнообразию, уничтожая обильные виды, тем самым освобождая место для более редких. Чем более распространен организм, тем более вероятно, что разовьется местная чума вирусов, специализирующихся на его атаке, и поэтому держите ее в узде.
Эта склонность вызывать эпидемии также является мощным эволюционным стимулом для добычи развивать защитные механизмы, и эти защитные механизмы иногда имеют более широкие последствия. Например, одно из объяснений того, почему клетка может намеренно уничтожить себя, заключается в том, что ее жертва снижает вирусную нагрузку на близкородственные клетки поблизости. Таким образом, его гены, скопированные в соседних клетках, с большей вероятностью выживут. Так случилось, что такое альтруистическое самоубийство является необходимым условием для того, чтобы клетки объединились и образовали сложные организмы, такие как горох, грибы и люди.
Другая причина, по которой вирусы являются двигателями эволюции, заключается в том, что они являются механизмами переноса генетической информации. Некоторые вирусные геномы в конечном итоге интегрируются в клетки своих хозяев, где они могут передаваться потомкам этих организмов. От 8% до 25% человеческого генома, по-видимому, имеют такое вирусное происхождение. Но сами вирусы, в свою очередь, могут быть захвачены, и их гены могут быть использованы в новых целях. Например, способность млекопитающих вынашивать живых детенышей является следствием модификации вирусного гена, позволяющего образовывать плаценту. И даже человеческий мозг может быть частично обязан своим развитием движению в нем вирусоподобных элементов, которые создают генетические различия между нейронами внутри одного организма.
Самое захватывающее понимание эволюции заключается в том, что захватывающая дух сложность может возникнуть в результате постоянной, непримиримой и нигилистической конкуренции внутри организмов и между ними. Тот факт, что слепой часовщик снабдил вас способностью читать и понимать эти слова, отчасти является ответом на действия роев крошечных атакующих репликаторов, которые, вероятно, происходили с тех пор, как жизнь впервые появилась на Земле около 4 миллиардов лет назад. Это поразительный пример этого принципа в действии — и вирусы еще не закончили.
Уникальное, выточенное вирусами сознание человечества открывает новые возможности для борьбы с вирусной угрозой и ее использования. Это начинается с чуда вакцинации, которая защищает от патогенной атаки до ее начала. Благодаря вакцинам оспы больше нет, унесшей в 20 веке около 300 миллионов жизней. Однажды, несомненно, последует полиомиелит. Новые исследования, вызванные пандемией covid-19, расширят возможности для изучения вирусной сферы и наилучших ответных мер на нее, которые могут предпринять органы, — выведя защиту от вирусов на новый уровень.
Еще один путь к прогрессу лежит в инструментах для манипулирования организмами, которые будут основаны на понимании вирусов и средств защиты от них. Ранние версии генной инженерии опирались на ферменты рестрикции — молекулярные ножницы, с помощью которых бактерии разрезают вирусные гены и которые биотехнологи используют для перемещения генов. Последняя итерация биотехнологии, редактирование генов буква за буквой, которая известна как CRISPR , использует более точный противовирусный механизм.
С самых маленьких начинаний
Мир природы не добр. Существование без вирусов — это невозможность, настолько глубоко недостижимая, что ее желательность бессмысленна. В любом случае, удивительное разнообразие жизни основано на вирусах, которые, будучи источником смерти, являются также источником богатства и перемен. Также удивительна перспектива мира, в котором вирусы станут источником нового понимания для людей — и убьют их меньше, чем когда-либо прежде. ■
Исправление: В более ранней версии этой статьи математика была неправильной. 10 31 — это единица, за которой следует 31 ноль, а не десять, за которыми следует 31 ноль, как мы писали в начале. Прости.
Эта статья появилась в разделе Лидеров печатного издания под заголовком «Инопланетяне среди нас».
https://www.economist.com/leaders/2020/08/22/how-viruses-shape-the-world
Загрузка...
