В войната на световете на HG Wells марсианските нашественици са победени от боец, когото нито една от страните не е взела предвид - обикновена настинка.
Може ли нещо подобно да се случи с астронавтите, които кацат на Марс? Ами ако първата форма на извънземен живот, с която хората се сблъскват, са вируси? Това са въпросите, зададени от Дейл Грифин по астробиология.
Биолозите не мислят за вирусите като за живи същества. Те са по-малки от бактериите (сравнете: 20-300 nm и 500-1 500 nm) и не могат да се размножават: за това те трябва да нахлуят в клетката и да използват нейните генетични инструменти. Независимо от това, вирусите са тези, които управляват света. Хипохондриците вероятно ще потръпнат от факта, че в момента на Земята има 10 милиона трилиона трилиона вируси и всеки десети живее в океаните. Тъй като тяхната репликация е напълно зависима от клетъчния живот, не е изненадващо, че навсякъде, където има клетки, ще намерите вируси.
Г-н Грифин, микробиолог от Американската геоложка служба, вярва, че подобна ситуация ще ни срещне и на други населени планети: „Мисля, че еволюцията на клетъчния живот на друга планета ще продължи по същия начин, както на Земята. И до клетките ще има вируси - в изумително количество."
Той отбелязва, че астробиолозите все още не са много приятелски настроени към тази идея. Това отчасти се дължи на факта, че напоследък специалистите се занимават само с тези вируси, които причиняват заболявания при хората и животните. Това е разбираемо, защото изучаването на вируси не е лесно.
„Съвсем наскоро микробиолозите разполагат с молекулярни инструменти за измерване на изобилието и разнообразието от вируси на Земята“, казва г-н Грифин. Проблемът е и в това, че наземните вируси в повечето случаи са се превърнали в симбионти на своите гостоприемници - поради което например човек не може да настине от куче и обратно. Следователно, за подробно изследване на вирусите е необходимо да се отглежда клетка гостоприемник в лабораторията (обикновено бактерията играе тази роля), но гостоприемникът (ата) на много вируси все още е неизвестен (неизвестен). В резултат на това изследването на вирусите на Земята е бавно. Това се признава и от Крис Импей от Университета в Аризона (САЩ), който е написал няколко книги по астробиология: „Тъй като повечето видове бактерии се отглеждат трудно,все още нямаме представа за целия комплекс от симбиотични взаимоотношения между бактерии и вируси."
Но времената се променят и г-н Грифин вярва, че е време да помислим за извънземни вируси. Биологът Кенет Стедман от университета в Портланд (САЩ) е готов да подкрепи колегата си. „Вирусите и това очевидно оказват голямо влияние върху живота на земята“, подчертава той. - Остава въпросът колко важни са вирусите за живота, но определено животът на Земята би бил напълно различен без тях. Бих се изненадал, ако намерят живот без вируси, ще бъде много интересен обрат."
Според г-н Грифин въпросът не е дали вирусите ще съществуват там, където съществува животът (разбира се, ще открием живота много преди придружаващите го вируси). Можем да открием вируси в началния и последния етап от еволюцията на живота на планетата.
Промоционално видео:
Не е известно кога вирусите са се появили на Земята, но е безопасно да се обзаложим, че те са възникнали в древни времена. Може би именно те са подтикнали еволюцията да създава клетки. Нахлувайки в клетка, вирусът разопакова собствения си генетичен материал, който се опитва да прикрепи към клетъчния геном. Ако репликацията е успешна, благодарният вирус, осветявайки се, улавя малко генетична информация и я прехвърля от клетка в клетка, от организъм в организъм. Обменът на гени движи еволюцията.
Разбира се, вирусите са вредни, но не само. Например, ако клетката е повредена от ултравиолетовото лъчение, вирус, който има гени за UV устойчивост, може да ги предаде на клетката и тя ще се опита да заздрави раните. И обратно, увредените вируси могат да възстановят способността за репликация, ако клетката е заразена с множество вируси, които по този начин са способни да обменят генетична информация и по този начин да произведат пълен вирусен геном.
В резултат на това вирусите са изключително издръжливи. „Те са упорити, адаптират се добре към новите условия и могат да останат в хибернация дълго време до по-добри времена“, обяснява г-н Импи. Въпреки че вирусите са инертни извън клетката гостоприемник, те могат да оцелеят при екстремни условия и има много примери. Да приемем, че вируси са открити в горещи извори в Националния парк Йелоустоун в САЩ при 93 ° C. В същото време те оцеляват в много солена морска вода при -12 ° C, а грипният вирус се съхранява в лаборатории при -70 ° C и той не се оплаква. При липса на клетка водата не е необходима: вирусите просто остават неактивни и ако не бъдат унищожени, например чрез радиация, те спокойно ще изчакат, докато влязат в клетката.
Представете си планета, на която животът отдавна е изчезнал. Да не отидем далеч, да вземем Марс. Въпреки че все още не е доказано, че животът е съществувал там през онзи хипотетичен период, когато нашият съсед е бил топъл и влажен, ние ще изхождаме от предположението, че примитивните микроорганизми са имали време да се появят и че са били придружени от вируси. На Земята повечето вируси са специфични за гостоприемника и г-н Грифин твърди, че ще бъде същото на други планети. Но тогава животът на Марс изчезна (или почти изчезна) и вирусите се сблъскаха със сериозен проблем. Ако останат толкова специфични, те ще изчезнат заедно със своите господари. Ако успеят да придобият способността да проникнат в първата срещана клетка и да обменят генетична информация с нея, те ще оцелеят.
Следователно е напълно възможно на Марс (ако изобщо е останало нещо друго) да ни очакват такива универсални войници, които представляват сериозна биологична опасност. Вероятно, изпращайки там оборудване за търсене на живот, трябва да го научите да открива и вируси.
Г-н Грифин има няколко идеи как да направите това. Има концентратори, базирани на микроелектромеханични системи, които се използват в хроматографията и спектроскопията. Ще им помогнат микроскопични сепаратори, секвенсори на нуклеинови киселини и микроскопи. Вземете проба от почвата и потърсете образувания, които приличат на вируси. В същото време ще открием клетки, ще дешифрираме участъци от ДНК и РНК (или каквото и да е от тях) и ще разберем доколко са подобни на колегите на Земята.
Има поне още едно място в Слънчевата система, където вирусите ще станат същите; просто трябва да изчакате. След около няколко милиарда години яркостта на Слънцето ще се увеличи, Земята ще се нагрее, растенията ще изсъхнат и умрат, океаните ще заврат, животът ще изчезне. Вирусите сами не отиват никъде. В условията на липса на клетъчен материал те ще се научат да обичат ближния си и ще обменят гени с всеки. Алтруизъм - това е нотата, върху която песента на живота ще свърши, когато Слънцето стане толкова горещо, че дори вирусите не могат да го издържат. Унисонът на вирусите и клетките - тук еволюцията започва и завършва, въпреки че между тези етапи минават милиарди години ужасна конкуренция.
„Изследването на вирусите има потенциал да революционизира астробиологията“, казва колегата Импи. "Работата на Грифин може да бъде добра отправна точка."