«Испанка» в 1918 году убила от 50 до 100 миллионов людей. От оспы только в 20 веке погибло 200 миллионов. А количество жертв нового коронавируса менее чем за год превысило 440 тысяч.
Однако далеко не все инфекционные агенты вредят людям. Существует много «хороших» вирусов, которые обеспечивают жизнь людей и других организмов на планете. О них известно не слишком много — большинство ученых интересуются патогенами. Как отмечает Кертис Саттл, вирусолог из университета Британской Колумбии, статистически процент вредных для человека вирусов «близок к нулю». Почти все существующие на планете вирусы не патогенные для большинства организмов. А если бы их вдруг не стало, это привело бы к гибели всего живого на планете.
Одни из самых важных вирусов на Земле — бактериофаги. Эти «хищники» регулируют количество бактерий в океане и других экосистемах планеты. Ежедневно бактериофаги убивают около 20% микробов и около 50% бактерий в океане. Это дает возможность планктону, который вырабатывает половину всего кислорода на планете, получать достаточное количество питательных веществ для процесса фотосинтеза.
Вирусы регулируют и численность других популяций. Процесс, известный под названием «убить победителя», является неотъемлемой составляющей существования экосистем. Его суть в том, что когда представителей определенного вида становится слишком много, появляется вирус, который сокращает их количество.
Бактериофаги дают возможность планктону получать питательные вещества для осуществления процесса фотосинтеза.
ullstein bild / Contributor; NurPhoto / Contributor
«Когда популяции становятся слишком большими, вирусы, как правило, начинают размножаться очень быстро и сокращают количество представителей определенного вида, создавая пространство для других организмов», — говорит Кертис Саттл. Если бы вирусов не было, некоторые виды размножались бы настолько быстро, что существование остальных оказалось бы под вопросом, а большая часть биоразнообразия — исчезла.
Вирусы — не только «регуляторы популяций», они также помогают поддерживать здоровый микробиом, придают живым организмам определенные уникальные свойства. Группа исследователей во главе с Мэрилин Руссинк, вирусологом из Университета штата Пенсильвания, изучали траву в Йеллоустоунском национальном парке. Ученые пришли к выводу, что когда вирусом инфицируется грибок, колонизирующий эту траву, «тройной симбиоз» делает растение устойчивым к высокой температуре почвы.
В рамках другого исследования ученые также выяснили, что вирус, поражающий семена перца халапеньо, делает овощ непривлекательным для таких насекомых-вредителей, как тля. Если бы вирусы исчезли, многие организмы, вероятно, стали бы слабее или погибли.
Полезными вирусы могут быть и для людей. Некоторые из них способны предотвращать заражение вредными патогенами и даже спасать человеческие жизни. Вирус Pegivirus A (ранее известный как вирус гепатита G) является непатогенным и не вызывает у людей никаких симптомов. Однако он может замедлить развитие СПИДА у людей с ВИЧ и уменьшает смертность среди инфицированных Эболой.
Положительные эффекты имеет и вирус герпеса. Ученые выяснили, что он вступает в симбиотические отношения со своим носителем и дают ему опредеоенные иммунные преимущества. Герпес делает мышей более устойчивыми к ряду бактериальных инфекций. В частности, к бубонной чуме и листериозу (распространенный вид пищевого отравления). Исследователи предполагают, что подобный эффект может наблюдаться и у людей.
Вирус простого герпеса помогает бороться с бактериальными инфекциями.
BSIP / Contributor
Благодаря своим уникальным свойствам, вирусы являются одними из наиболее перспективных кандидатов для лечения широкого спектра заболеваний. Сейчас исследования в этой сфере становятся все популярнее. И не только из-за того, что все больше бактерий вырабатывают устойчивость к антибиотикам. Но и потому, что вирусы могут действовать точнее и уничтожать только определенные группы бактерий вместо того, чтобы убивать всю популяцию, как это делают антибиотики. Некоторые вирусы могут быть полезны и для лечения онкологических заболеваний — онколитические вирусы способны избирательно инфицировать и уничтожать раковые клетки.
Вирусы влияют даже на эволюцию живых организмов. Они постоянно самовоспроизводятся и мутируют, и благодаря этому сохраняют огромное количество генетической информации, которую могут перенять другие организмы. Во время инфицирования организма, вирусы поселяются в его клетках и используют их для самовоспроизведения. Если этот процесс происходит в клетках зародышевой линии (например, в гаметах типа яйцеклетки и сперматозоидов), то код вируса может передаваться следующим поколениям и полностью интегрироваться в ДНК.
«Все организмы, инфицированные вирусами, могут вобрать в себя их гены и использовать себе на пользу. Введение новой ДНК в геном — главный двигатель эволюции», — отмечает Тони Голдберг, эпидемиолог из Университета Висконсина в Мэдисоне.
Вирусы содержат много генетической информации и способствуют эволюции.
SOPA Images / Contributor
Поэтому, если бы вирусы внезапно исчезли, это негативно повлияло бы на эволюционный потенциал всех организмов на планете, в том числе и человека. Сейчас вирусные элементы составляют около 8% человеческого генома, а у млекопитающих — около 100 000 остатков вирусных генов. Иногда вирусный геном совершенно ни на что не влияет. Однако время от времени он приводит к появлению новых свойств. Ученые уже выяснили, что ген вирусного происхождения кодирует белок, который играет ключевую роль в формировании долговременной памяти.
А в 2018 году исследователи обнаружили, что вирусы повлияли также на эволюцию плаценты млекопитающих. В работе отмечается, что люди обязаны своей способностью рожать живых детей фрагменту генетического кода, заимствованного у ретровирусов, которые поражали предков человека более 130 миллионов лет назад.
«Человеческая беременность могла протекать совершенно по-другому — или же ее вообще могло не быть — если бы не пандемии ретровирусов, с которыми столкнулись наши предки», — пишут авторы работы.