В огромното си разнообразие, повечето от вирусите се грижат за околната среда, реколтата, кислорода на планетата и еволюцията на човечеството
Изглежда, че вирусите съществуват единствено, за да причинят хаос на обществото и да донесат страдания на човечеството. В продължение на хилядолетия те често са избивали значителни групи от световното население – от грипната епидемия през 1918 г., която уби 50 до 100 милиона души, до приблизително 200 милиона, починали от едра шарка през 20 век. Настоящата пандемия Covid-19 е само една в поредицата от продължаващи и безкрайно смъртоносни вирусни нападения, пише в обширна статия днес BBC Future.
Ако можем да махнем с магическа пръчка и да накараме всички вируси да изчезнат, повечето хора вероятно ще скочат от радост при тази възможност, особено сега. И все пак това би било смъртоносна грешка – всъщност по-смъртоносна, отколкото всеки вирус някога може да бъде.
„Ако всички вируси изведнъж изчезнат, светът щеше да бъде прекрасно място за около ден и половина и след това всички щяхме да умрем – това е най-важното“, казва Тони Голдбърг, епидемиолог от Университета на Уисконсин-Медисън. „Всички съществени неща, които те правят в света, далеч надхвърлят лошите.“
По-голямата част от вирусите не са патогенни за хората и много от тях играят неразделна роля в подпомагането на екосистемите. Други поддържат здравето на отделните организми – всички – от гъбичките и растения до насекомите и хората. „Живеем в равновесие, в перфектно равновесие и вирусите са важна част от него“, казва Сузана Лопес Шаррет, вирусолог от Националния автономен университет в Мексико.
Като начало изследователите не знаят колко вируси дори съществуват. Хиляди са официално класифицирани, но милиони може би са някъде наоколо. „Открихме само малка част, защото хората не са се интересували много“, казва Мерилин Русинк, вирус еколог от Пенския държавен университет. „Това е просто пристрастие – науката винаги е изследвала с предимство патогените.“
Учените не знаят също каква част от всички вируси са проблематични за хората. „Ако погледнете като процент, той би бил статистически близо до нула“, казва Къртис Сътъл, вирусолог по околната среда в Университета на Британска Колумбия.
Вирусите са ключови за екосистемите
Това, което знаем, е, че фагите или вирусите, които заразяват бактериите, са изключително важни. Името им идва от гръцкия фагейн , което означава „поглъщам“ – и те поглъщате. „Те са основните хищници на бактериалния свят“, казва Голдбърг. „Бихме изпитали дълбоки проблеми без тях.“
Фагите са основният регулатор на бактериалните популации в океана, а вероятно и във всяка друга екосистема на планетата. Ако вирусите изведнъж изчезнат, някои бактериални популации вероятно ще избухнат; други може да спрат да съществуват.
Това би било особено проблематично в океана, където повече от 90% от целия жив състав, тегловно, е микробен. Тези микроби произвеждат около половината кислород на планетата – процес, активиран от вируси.
Тези вируси убиват около 20% от всички океански микроби и около 50% от всички океански бактерии всеки ден. Чрез избиването на микробите вирусите гарантират, че планктонът, който произвежда кислород, има достатъчно хранителни вещества, за да предприеме високи темпове на фотосинтеза, в крайна сметка поддържайки голяма част от живота на Земята. „Ако нямаме смърт, тогава нямаме живот, защото животът зависи изцяло от рециклирането на материали“, казва Сътъл. „Вирусите са толкова важни по отношение на рециклирането!“
Изследователи, изучаващи вредители от насекоми, също са установили, че вирусите са критични за контрола на популацията на видовете. Ако определен вид стане пренаселен, „вирус ще проникне и ще го изтрие“, казва Русинк. „Това е много естествена част от екосистемите.“ Този процес, наречен „убий победителя“, е често срещан и при много други видове, включително и при нашия – както е видно от пандемиите. „Когато популацията стане много изобилна, вирусите са склонни да се размножават изключително бързо и да съборят тази популация, създавайки жизнено пространство за всичко останало“, казва Сътъл. Ако вирусите внезапно изчезнат, конкурентните видове вероятно ще процъфтяват в ущърб на другите.
„Бързо бихме загубили голяма част от биоразнообразието на планетата“, казва Сътъл.
Някои организми също зависят от вирусите, за да оцелеят или да им дадат предимство в конкурентния свят. Учените подозират например, че вирусите играят важна роля в подпомагането на крави и други преживни животни да превърнат целулозата от трева в захари, които могат да се метаболизират и в крайна сметка да се превърнат в телесна маса и мляко.
Изследователите също така смятат, че вирусите са неразделна част за поддържането на здрави микробиоми в телата на хора и други животни. „Тези неща не са добре разбрани, но ние намираме все повече и повече примери за това тясно взаимодействие на вирусите, които са критична част от екосистемите, независимо дали е нашата човешка екосистема или на околната среда“, казва Сътъл.
Русинк и нейните колеги са открили конкретни доказателства в подкрепа на това. В едно проучване те изследвали гъбичка, която колонизира специфична трева в Националния парк Йелоустоун. Те открили, че вирусът, който заразява тази гъбичка, позволява на тревата да стане толерантна към геотермалните температури на почвата . „Когато и трите са там – вирусът, гъбичките и растенията – тогава растенията могат да растат в наистина горещи почви“, казва Русинк. „Само гъбичките не го правят.“
В друг казус, Русинк установява, че вирусът, преминал през семена на джалапено, позволява на заразените растения да възпират листните въшки.
Тя и нейните колеги са открили, че растенията и гъбичките често предават вируси от поколение на поколение. Въпреки че тепърва ще определят функцията на повечето от тези вируси, те приемат, че вирусите трябва по някакъв начин да помагат на своите домакини. „В противен случай, защо растенията да зависят от тях?“, казва Роосинк. Ако всички онези полезни вируси изчезнат, растенията и други организми, които ги приемат, вероятно ще станат по-слаби или дори ще умрат.
Защитават хората
Инфекцията с определени доброкачествени вируси дори може да помогне на хората да се предпазят от някои патогени.
GB вирус С, обикновен човешки вирус в кръвта, който е непатогенен далечен роднина на вируса на Западнонилската и треската денга, е свързан със забавеното прогресиране на СПИН при ХИВ-позитивни хора. Учените откриха също, че GB вирусът C изглежда увеличава шансовете на хора, заразени с Ебола, да оцелеят.
По същия начин херпесът прави мишките по-малко податливи на определени бактериални инфекции , включително бубонна чума и листерия (често срещан вид хранително отравяне).
Въпреки че инфекцията с херпесвируси „обикновено се разглежда като единствено патогенна“, пишат те, техните данни показват, че херпесът всъщност влиза в „симбиотична връзка“ с неговия домакин, като предоставя имунни ползи. Без вируси ние и много други видове може да сме по-податливи на други заболявания.
Вирусите също са едни от най-обещаващите терапевтични средства за лечение на определени заболявания. Фаготерапията, предмет на значителни изследвания в Съветския съюз още през 20-те години на миналия век, използва вируси за овладяване на бактериални инфекции. Това е бързо разрастващо се поле – не само поради повишаване на антибиотичната резистентност, но и поради способността да се прецизират лечението, за да се избият конкретни бактериални видове, а не безразборно да се изтрие цялата ни бактериална популация, както правят антибиотиците.
„Доста брой животи са спасени чрез използване на вируси, когато антибиотиците се провалят“, казва Сътъл. Онколитичните вируси или тези, които селективно заразяват и унищожават раковите клетки, също все повече се изследват като по-малко токсично и по-ефективно лечение на рака. Независимо дали се насочват към вредни бактерии или ракови клетки, терапевтичните вируси действат „като малки управлявани микроскопични ракети, които влизат и взривяват клетките, които не искаме“, казва Голдбърг. „Нуждаем се от набор от вируси за научни изследвания и развитие на технологиите, които ще ни доведат до следващото поколение терапевтици.“
Изчезването на вируси би повлияло на еволюционния потенциал за целия живот на планетата – включително Homo sapiens
Тъй като непрекъснато се размножават и мутират, вирусите имат и масивно хранилище от генетични иновации. Те се репликират, като се вмъкват в клетките на гостоприемника и отвличат инструментите им за репликация. Ако това се случи в зародишна клетка (яйца и сперматозоиди), вирусният код може да бъде предаден на следващото поколение и да стане трайно интегриран. „Всички организми, които могат да бъдат заразени с вируси, имат възможност да изсмучат вирусни гени и да ги използват в своя полза“, казва Голдбърг. „Вмъкването на нова ДНК в геномите е основен начин на еволюция.“ Изчезването на вирусите, с други думи, би повлияло на еволюционния потенциал за целия живот на планетата – включително на Homo sapiens.
Вирусните елементи представляват приблизително 8% от човешкия геном. През 2018 г. два изследователски екипа независимо направиха завладяващо откритие. Ген с вирусен произход кодира протеин, който играе ключова роля във формирането на дългосрочна памет чрез преместване на информация между клетките в нервната система.
Доказателствата сочат, че ние дължим способността си да имаме живо раждане на част от генетичния код, който е бил избран от древните ретровируси, заразили нашите предци преди повече от 130 милиона години.
Експертите смятат, че такива „подписи“ на вируси се срещат във всички форми на многоклетъчен живот. „Има много функции, които остават неизвестни“, казва Сътъл.
Учените едва сега започнаха да откриват начините, по които вирусите помагат за поддържане на живота, защото те едва сега започнаха да търсят. В крайна сметка, колкото повече научаваме за всички вируси, а не само за патогенните, толкова по-добре ще бъдем в състояние да използваме определени вируси за добро и да развием защитни сили срещу други, които биха могли да доведат до следващата пандемия.
Освен това, увелизачането на знанията за богатството на вирусното разнообразие ще ни помогне да отключим по-дълбоко разбиране за това как работят нашата планета, екосистемите и много тела. Както казва Suttle, „Ние трябва да инвестираме малко усилия, за да се опитаме да разберем какво има там, само за наше добро.“
.
