Зникнення вірусів вплине на еволюційний потенціал усього життя на планеті, включаючи людство.
Здається, що віруси існують лише для того, щоб завдати шкоди суспільству і принести страждання людству. Вони забрали незліченну кількість життів протягом тисячоліть, часто вбиваючи значну частину світового населення - від епідемії грипу 1918 року, в якій загинуло від 50 до 100 мільйонів людей, і приблизно до 200 мільйонів, які померли від віспи тільки в 20-му столітті. Пандемія Covid-19 є лише однією з серії тривалих і нескінченних смертельних вірусних нападів.
Якби людям дали можливість змахнути чарівною паличкою і змусити всі віруси зникнути, більшість, ймовірно, скористалася б цією можливістю, особливо зараз. І все ж це було б смертельною помилкою - насправді смертельно небезпечнішою, ніж будь-який вірус, пише BBC.
Якби всі віруси раптово зникли, світ став би чудовим місцем приблизно на півтора дня, і тоді ми всі помремо - ось підсумок. Всі істотні речі, які вони роблять в світі, набагато переважають погані речі.
Переважна більшість вірусів не є патогенною для людини, і багато хто грає невід'ємну роль в підтримці екосистем. Інші підтримують здоров'я окремих організмів - від грибів і рослин до комах і людей.
"Ми живемо в рівновазі, в ідеальній рівновазі, і віруси є частиною цього. Я думаю, що ми не обійдемося без вірусів", - каже Сусана Лопес Шарретон, вірусологиня з Національного автономного університету Мексики.
Більшість людей не знають про роль вірусів у підтримці більшої частини життя на Землі, тому що схильні концентруватися тільки на тих, які викликають проблеми у людства. Майже всі вірусологи вивчають тільки патогени; лише нещодавно кілька дослідників почали досліджувати віруси, які підтримують нас і планету, а не вбивають.
"Це невелика школа вчених, які намагаються забезпечити справедливе і збалансоване уявлення про світ вірусів і показати, що існують такі речі, як хороші віруси ", - говорить Голдберг.
Що вчені знають напевно, так це те, що без вірусів життя і планета, якими ми її знаємо, перестали б існувати. І навіть якщо б ми захотіли, було б неможливо знищити кожен вірус на Землі. Але, уявивши, яким був би світ без вірусів, ми можемо ліпше зрозуміти не тільки те, наскільки вони важливі для нашого виживання, але також і те, як багато нам ще потрібно про них дізнатися.
Для початку дослідники не знають, скільки вірусів взагалі існує. Тисячі були офіційно класифіковані, але їх може бути мільйони. Вчені також не знають, який відсоток від загальної кількості вірусів проблематичний для людини.
"Якби ви дивилися чисельно, це було б статистично близько до нуля. Майже всі віруси не є патогенними", - каже Кертіс Саттл, вірусна екологиня з Університету Британської Колумбії.
Ключ до екосистем
Що ми дійсно знаємо, так це те, що фаги або віруси, які заражають бактерії, надзвичайно важливі. За словами Тоні Голдберга, вони "є основними хижаками бактеріального світу, без яких у нас були б великі проблеми".
Фаги є основним регулятором популяцій бактерій в океані, і, ймовірно, в будь-який інший екосистемі на планеті. Якщо віруси раптово зникнуть, деякі бактеріальні популяції, ймовірно, вибухнуть; інші можуть бути витіснені і перестати рости повністю.
Це було б особливо проблематично в океані, де більше 90% всього живого матеріалу по масі є мікробним. Ці мікроби виробляють близько половини кисню на планеті - процес, що включається вірусами.
Ці віруси вбивають близько 20% всіх океанічних мікробів і близько 50% всіх океанічних бактерій кожен день. Вибираючи мікроби, віруси гарантують, що планктон, що виробляє кисень, матиме достатню кількість поживних речовин для проведення фотосинтезу з високою швидкістю, що в кінцевому підсумку буде підтримувати більшу частину життя на Землі.
"Якщо у нас немає смерті, то у нас немає життя, тому що життя повністю залежить від переробки матеріалів, - каже Саттл. - Віруси важливі з точки зору переробки".
Дослідники, які вивчають комах-шкідників, також виявили, що віруси мають вирішальне значення для боротьби з популяціями видів. Якщо певний вид стає перенаселеним, "вірус проникне і знищить їх", - говорить Рооссінк.
Коли популяції стають дуже численними, віруси мають тенденцію дуже швидко розмножуватися і збивати цю популяцію, створюючи простір для всього іншого.
Якщо віруси раптово зникнуть, види, які конкурують між собою, ймовірно, будуть процвітати на шкоду іншим.
Деякі організми також залежать від вірусів для виживання або для того, щоб дати їм перевагу в конкурентному світі. Вчені, наприклад, підозрюють, що віруси відіграють важливу роль, допомагаючи коровам та іншим жуйним тваринам перетворювати целюлозу з трави на цукор, які можуть метаболізуватися і врешті перетворюватися на масу тіла і молоко.
Дослідники також вважають, що віруси є невід'ємною частиною підтримки здорових мікробіомів в організмі людини та інших тварин.
Рооссінк і її колеги виявили конкретні докази, що підтверджують це. В одному дослідженні вони досліджували гриб, який колонізує певну траву в Єллоустонському національному парку. Вони виявили, що вірус, який заражає цей гриб, дозволяє траві стати толерантною до геотермальних температур ґрунту.
Вона і її колеги виявили, що рослини і гриби зазвичай передають віруси з покоління в покоління. Хоча їм ще належить точно визначити функцію більшості цих вірусів, вони припускають, що віруси повинні якимось чином допомагати їх господарям.
"В іншому разі, чому рослини будуть триматися за них?" - говорить Россінк.
Якщо всі ці корисні віруси зникнуть, рослини та інші організми, які їх містять, ймовірно, стануть слабкішими або навіть загинуть.
Захист для людей
Зараження певними доброякісними вірусами може навіть допомогти запобігти появі деяких патогенних мікроорганізмів серед людей.
Поширений в крові вірус GB, який є непатогенним віддаленим родичем вірусу Західного Нілу і лихоманки денге, пов'язаний з уповільненим прогресуванням СНІДу у ВІЛ-інфікованих людей. Вчені також виявили, що вірус C, що викликається GB, знижує ймовірність смерті людей, інфікованих вірусом Ебола.
Аналогічно, герпес робить мишей менш сприйнятливими до певних бактеріальних інфекцій, включаючи бубонну чуму і лістерію (поширений тип харчового отруєння). Автори дослідження підозрюють, що отримані ними дані з експерименту на гризунах, ймовірно, можуть бути застосовані до людей.
У той час як довічна інфекція герпесвірусами "зазвичай розглядається як винятково патогенна", пишуть вони, їхні дані свідчать про те, що герпес фактично вступає в "симбіотичні відносини" зі своїм господарем, надаючи імунні переваги.
Віруси також є одними з найбільш перспективних терапевтичних засобів для лікування деяких захворювань. Фаготерапія, предмет значних досліджень у Радянському Союзі ще в 1920-х роках, використовує віруси для боротьби з бактеріальними інфекціями.
Наразі ця сфера швидко зростає - не тільки через підвищення стійкості до антибіотиків, але також через здатність точно керувати методами лікування для знищення певних видів бактерій замість того, щоб без розбору знищувати всі наші бактеріальні популяції, як це роблять антибіотики.
"Досить багато життів було врятовано за допомогою вірусів, коли антибіотики зазнали невдачі. Онколітичні віруси, або ті, які вибірково інфікують і знищують ракові клітини, також все частіше розглядаються як менш токсичні і більш ефективні методи лікування раку.
За словами Голдберга, терапевтичні віруси діють незалежно від того, спрямовані вони на шкідливі бактерії чи ракові клітини, "як маленькі мікроскопічні керовані ракети, які входять і підривають клітини, які нам не потрібні".
Нам потрібні віруси для низки досліджень і розробок технологій, які приведуть нас до наступного покоління терапевтичних засобів. Зникнення вірусів вплине на еволюційний потенціал усього життя на планеті, включаючи людину розумну.
Оскільки вони постійно розмножуються і мутують, віруси також містять величезне сховище генетичних інновацій, які можуть включати інші організми. Віруси розмножуються, вставляючи себе в клітини-господарі і викрадаючи інструменти реплікації. Якщо це відбувається в клітці зародкової лінії (яйця і сперма), вірусний код може бути переданий наступному поколінню і стати постійно інтегрованим.
Всі організми, які можуть бути заражені вірусами, мають можливість поглинати вірусні гени і використовувати їх у своїх інтересах. Впровадження нової ДНК в геном є основним способом еволюції.
Іншими словами, зникнення вірусів вплине на еволюційний потенціал усього життя на планеті, включаючи людину розумну.
Вірусні елементи складають приблизно 8% геному людини, а геноми ссавців загалом містять близько 100 тис. залишків генів, що походять з вірусів. Вірусний код часто проявляється у вигляді інертних фрагментів ДНК, але іноді він дає нові і корисні - навіть необхідні - функції.
Наприклад, 2018 року дві дослідницькі групи незалежно одна від одної зробили дивне відкриття. Ген вірусного походження кодує білок, який грає ключову роль у формуванні довгострокової пам'яті шляхом переміщення інформації між клітинами нервової системи.
Однак найбільш яскравий приклад пов'язаний з еволюцією плаценти ссавців і термінами експресії генів у разі вагітності людини. Факти свідчать про те, що ми зобов'язані нашою здатністю мати живонароджених невеликій кількості генетичного коду, який був узятий із древніх ретровірусів, які заразили наших предків понад 130 мільйонів років тому.
Вчені тільки почали відкривати способи, якими віруси допомагають підтримувати життя, тому що вони тільки почали їх шукати. В кінцевому рахунку, чим більше ми дізнаємося про всі віруси, а не тільки про патогенні мікроорганізми, тим ліпше ми зможемо використовувати певні віруси назавжди і розробити засоби захист від інших, які можуть призвести до наступної пандемії.
Більш того, вивчення більшої кількості вірусної різноманітності допоможе нам глибше зрозуміти, як працюють наша планета, екосистеми і самі тіла.