В виду актуальных событий в мире создаётся впечатление, что единственное назначение вирусов – творение хаоса и страданий. За всю историю человечества вирусы стали причиной гибели миллиардов людей. Вероятно, большинство из нас с энтузиазмом согласились бы магическим образом избавиться от всех инфекционных агентов. Однако такой ход стал бы фатальной ошибкой: в нашей статье мы расскажем Вам, что случится с нашим миром, если все вирусы внезапно исчезнут.

По словам эпидемиолога из Висконсинского университета в Мадисоне Тони Голдберга, вирусы играют важную роль в сохранении баланса экосистем. В случае внезапного исчезновение вирусов мир станет прекрасным местом всего лишь на считанные часы, поскольку польза всех существующих на планете вирусов значительно перевешивает их вред. Большинство вирусов вовсе не являются патогенами и не приводят к нарушениям здоровья каких-либо организмов. Многие из них напротив выступают в качестве жизнеобразующих составляющих для грибов, растений и даже животных.

Такое отношение к вирусам обусловлено тем, что подавляющее большинство учёных занимаются изучением патогенов. Лишь относительно недавно стали появляться исследования, посвящённые вирусам, которые поддерживают жизнь нашей планеты и вовсе не заинтересованы в истреблении всего живого. Пока что этой теме уделяется слишком мало внимания, однако уже сейчас специалисты могут наверняка утверждать: если вирусы исчезнут, Земля, такой как мы её знаем, прекратит своё существование.

К счастью, даже самые современные технологии не позволили бы уничтожить каждый до единого вирус. В то же время размышления над этим вопросом позволяют учёным в полной мере осознать, насколько мало изучен мир вирусов, а также то, какое место они занимают в поддержании природного баланса планеты. Официальной науке известно несколько тысяч вирусных агентов, однако, по мнению экспертов, это лишь капля в море. Более того, согласно статистике, доля потенциально опасных вирусов составляет менее 1%.

Вирусы в основе регуляции экосистем

Ярким примером жизненно важных агентов являются бактериофаги – вирусы, которые поражают исключительно бактерии. С греческого языка слово phagein, которое лежит в основе названия переводится как «поглощать» или «пожирать», что максимально точно отображает их деятельность. Бактериофаги – главные хищники бактериального мира, они являются главными регуляторами численности бактерий в океанах, а также в некоторых других экосистемах. В случае их исчезновения популяции бактерий разрастутся, лишая остальных обитателей подводного мира средств к существованию. Вирусы уничтожают до 50% всех океанических бактерий, тем самым гарантируя, что глубинным водорослям и планктону достанется достаточно кислорода для поддержания высоких темпов фотосинтеза, а они в свою очередь вырабатывают примерно 80% кислорода, которым дышим мы.

Кроме того, исследователи, занимающиеся изучением насекомых вредителей, пришли к выводу, что вирусы играют важную роль в контроле численности популяций и за пределами океанов. Если какой-то вид становится слишком многочисленным, естественные механизмы экосистемы неизбежно приведут к появлению смертельного вируса, который уничтожит часть популяции. Это процесс эволюции вида описывает гипотеза «убей победителя», которая основывается на взаимоотношении «жертва-хищник». Рост популяции «жертвы» позволяет процветать и популяции «хищника», который рано или поздно уменьшает количество жертв до приемлемого для экосистемы уровня. Это позволяет сохранять ресурсы и для других видов, тем самым поддерживая богатое биологическое разнообразие.

Выживание некоторых организмов также зависит от вирусов. К примеру, учёные предполагают, что, помимо бактерий, в желудках коров и прочих жвачных животных существуют и вирусы-симбионты, которые принимают активное участие в расщеплении целлюлозы из травы на сахара, усваиваемые организмом. Подобные гипотезы существуют и в отношении людей: вирусные агенты также могут участвовать в регуляции микробиома в наших телах.

Специалисты находят всё больше примеров взаимодействия между вирусами и различными организмами. Например, в рамках одного из исследовательских проектов Университета штата Пенсильвания на территории Йеллоустонского национального парка учёные обнаружили траву, устойчивую к экстремальным температурам почвы в геотермальных системах. Изучив её, они пришли к выводу, что трава Dichanthelium lanuginosum получает такие свойства исключительно при наличии колоний грибка Curvularia protuberata, заражённого специфическим вирусом CThTV (Curvularia thermal tolerance virus).

В ходе другого исследования вирусолог Мэрилин Руссинк и её коллеги из Университета штата Пенсильвания обнаружили вирус, который делает халапеньо совершенно непривлекательным для тли, тем самым давая ему больше шансов выжить и дать потомство. Кроме того, учёные не раз встречали растения и грибы, которые передают генетическую информацию вирусов из поколения в поколение. Хотя роль многих из них пока не изучена, очевидно одно: наличие генов вируса каким-то образом помогает организмам, иначе естественные механизмы эволюции давно искоренили бы потенциально вредоносные гены.

На охране человечества

Инфицирование доброкачественными вирусами также иногда помогает оградить человеческий организм от патогенов. В частности, дальний родственник возбудителей лихорадок денге и Западного Нила пегивирус GBV-C обладает единственных клиническим проявлением – он откладывает развитие Синдрома приобретённого иммунного дефицита при перекрёстном заражении ВИЧ-инфекцией. Кроме того, согласно недавним исследованиям, наличие в крови пегивируса GBV-C повышает шансы на выживаемость больных Эболой.

В ходе экспериментов на мышах учёные обнаружили, что вирусы герпеса делают грызунов менее восприимчивыми к некоторым бактериям, например, к листерии и даже к Yersinia pestis, вызывающей бубонную чуму. Герпесы зачастую считают исключительно патогенными, однако статистические данные множества исследований показывают, что эти вирусы вступают в своеобразный симбиоз со своим носителем, обеспечивая ему иммунитет к некоторым заболеваниям.

В начале XX века исследователи рассмотрели в вирусах многообещающих терапевтических агентов. В частности, в 1920-х годах в СССР зародилась практика фаговой терапии, которая предусматривает использование вирусов для лечения бактериальных инфекций. Такой подход позволяет не только ограничить использование антибиотиков во избежание развития антибиотикорезистентности, но и сформировать более точную стратегию лечения, направленную на уничтожение конкретного вида бактерии, а не всего микробиома. В 60-х годах фаговая терапия получила неожиданное ответвление, когда учёные разработали теорию обхода иммунной защиты раковых клеток при помощи онкотропных вирусов, которые поражают исключительно ткани некоторых видов опухолей.

Широкое генетическое разнообразие вирусов также делает их идеальным инструментом для внедрения желаемых характеристик в гены других организмов. Эта концепция вовсе не нова для эволюции, поскольку около 8% человеческого генома и так включают в себя элементы генетической информации вирусов. К примеру, в 2018 году исследователи обнаружили вирусное происхождение гена, который лежит в основе формирования долгосрочной памяти. Однако наиболее впечатляющим примером внедрения вирусов в геном является способность млекопитающих к живорождению. Около 130 миллионов лет назад «мусорный» фрагмент РНК древнего ретровируса стал частью генетического кода предков современных млекопитающих. В итоге он спровоцировал экспресс-эволюцию процесса вынашивания потомства, а именно поспособствовал формированию прототипа плаценты.

Современная наука только недавно стала углубляться в тему выгодного взаимодействия между вирусами и живыми организмами. Развитие этой темы поможет нам лучше понять, как вирусы участвуют в становлении целой планеты и отдельных экосистем, а также научиться противостоять патогенам, используя их безвредных «собратьев».