Версия для слабовидящих
Астровирусология: рождение новой дисциплины? Печать Email
Новости науки
03.12.2013
В «Войне миров» Герберта Уэллса марсианские захватчики были повержены бойцом, которого ни одна сторона не брала в расчёт, — обыкновенной простудой. Может ли произойти нечто подобное с космонавтами, которые высадятся на Марсе? Что если первой формой инопланетной жизни, с которой столкнётся человек, окажутся вирусы? Этими вопросами в журнале Astrobiology задаётся Дейл Гриффин.

Вирусы могут выживать и в очень горячей воде. (Большой призматический источник в Йеллоустонском национальном парке. Фото David Monniaux.)


Биологи не считают вирусы живыми существами. Они меньше бактерий (сравните: 20–300 нм и 500–1 500 нм) и не могут самовоспроизводиться: для этого им надо вторгнуться в клетку и воспользоваться её генетическим инструментарием. Тем не менее именно вирусы правят миром. Ипохондрики, наверное, содрогнутся от того, что на Земле прямо сейчас находится 10 миллионов триллионов триллионов вирусов, и каждый десятый обитает в Мировом океане. Поскольку их репликация полностью зависит от клеточной жизни, нет ничего удивительного в том, что всюду, где есть клетки, вы найдёте и вирусы.

Г-н Гриффин, микробиолог из Геологической службы США, полагает, что аналогичная ситуация встретит нас и на других обитаемых планетах: «Мне кажется, эволюция клеточной жизни на другой планете будет протекать так же, как на Земле. А рядом с клетками будут и вирусы — в умопомрачительном количестве».

Он замечает, что астробиологи пока не очень дружат с этой мыслью. Отчасти это связано с тем, что в последнее время специалисты занимаются только теми вирусами, которые вызывают болезни людей и животных. Оно и понятно, ведь изучать вирусы — дело нелёгкое.

«Только совсем недавно у микробиологов появился молекулярный инструментарий, который позволил определить численность и степень разнообразия вирусов на Земле», — говорит г-н Гриффин. Проблема ещё и в том, что земные вирусы в большинстве случаев превратились в симбионтов своих хозяев — вот почему, например, человек не может заразиться простудой от собаки и наоборот. Поэтому для детального изучения вирусов надо вырастить в лаборатории клетку-хозяина (обычно в этой роли выступает бактерия), но хозяин (хозяева) многих вирусов до сих пор неизвестен (неизвестны). В результате изучение вирусов на Земле идёт медленно. Признаёт это и Крис Импи из Аризонского университета (США), написавший несколько книг по астробиологии: «Поскольку большинство видов бактерий вырастить трудно, мы по-прежнему не имеем представления обо всём комплексе симбиотических отношений между бактериями и вирусами».

Но времена меняются, и г-н Гриффин полагает, что пора подумать о внеземных вирусах. Биолог Кеннет Стедман из Портлендского университета (США) готов поддержать коллегу. «Вирусы, и это очевидно, сильно влияют на земную жизнь, — подчёркивает он. — Остаётся открытым вопрос о том, насколько важны вирусы для жизни, но, определённо, жизнь на Земле без них была бы совсем другой. Я удивлюсь, если найдут жизнь без вирусов, это будет очень интересный поворот».

По мнению г-на Гриффина, вопрос не в том, будут ли существовать вирусы там, где существует жизнь (конечно, мы обнаружим жизнь задолго до сопутствующих ей вирусов). Мы можем найти вирусы на начальном и заключительном этапах эволюции жизни на планете.

Земля через два миллиарда лет (иллюстрация Detlev Van Ravenswaay / SPL).


Неизвестно, когда вирусы появились на Земле, но можно с уверенностью ставить на то, что они возникли в глубокой древности. Возможно, именно они подтолкнули эволюцию к созданию клеток. Вторгаясь в клетку, вирус распаковывает собственный генетический материал, который пытается пристроить к клеточному геному. Если репликация прошла успешно, благодарный вирус, закуривая, захватывает немного генетической информации и переносит его из клетки в клетку, из организма в организм. Обмен генами движет эволюцией.

Конечно, вирусы наносят вред, но не только. Например, если клетка повреждена ультрафиолетовым излучением, вирус, обладающий генами устойчивости к ультрафиолету, может передать их клетке, и она попытается залечить раны. И наоборот, повреждённые вирусы могут восстановить способность к репликации, если клетку наводнили многочисленные вирусы, которые благодаря этому получили возможность обменяться генетической информацией и тем самым произвести на свет полный вирусный геном.

В итоге вирусы чрезвычайно выносливы. «Они стойкие, хорошо адаптируются к новым условиям и способны долго пробыть в спячке до лучших времён», — поясняет г-н Импи. Хотя вне клетки-хозяина вирусы инертны, они могут выжить в экстремальных условиях, и тому множество примеров. Скажем, вирусы были найдены в воде горячих источников Йеллоустонского национального парка в США при температуре 93 °C. В то же время они выживают в очень солёной морской воде при температуре -12 °C, а вирус гриппа хранят в лабораториях при -70 °C, и он не жалуется. При отсутствии клетки вода не обязательна: вирусы просто остаются неактивными, и если их не разрушит, например, радиация, они спокойно дождутся попадания в клетку.

Представим себе планету, на которой жизнь давно исчезла. Не будем далеко ходить, возьмём Марс. Хотя ещё не доказано, что там существовала жизнь в тот гипотетический период, когда наш сосед был тёплым и влажным, мы будем исходить из предположения о том, что примитивные микроорганизмы успели появиться на свет и что им сопутствовали вирусы. На Земле большинство вирусов специфичны по отношению к хозяину, и г-н Гриффин утверждает, что на других планетах будет то же самое. Но потом марсианская жизнь вымерла (или почти вымерла), и перед вирусами встала серьёзная проблема. Если они будут оставаться столь же специфичными, то исчезнут вместе со своими хозяевами. Если же смогут приобрести способность внедряться в первую попавшуюся клетку и обмениваться с ней генетической информацией, то выживут.

Поэтому вполне возможно, что на Марсе (если там вообще что-то ещё осталось) нас ждут вот такие универсальные солдаты, которые представляют собой серьёзную биологическую опасность. Наверное, отправляя туда аппаратуру для поиска жизни, нужно научить её обнаруживать также и вирусы.

Г-н Гриффин имеет пару идей насчёт того, как это можно сделать. Есть концентраторы на базе микроэлектромеханических систем, которые используются в хроматографии и спектроскопии. Им помогут микроскопические сепараторы, нуклеиновые секвенаторы и микроскопы. Берите образец грунта и ищите в нём образования, похожие на вирусы. Заодно мы обнаружим клетки, расшифруем участки ДНК и РНК (или что там у них) и поймём, насколько они похожи на земные аналоги.

Есть по крайней мере ещё одно место в Солнечной системе, где вирусы станут такими же; надо только подождать. Примерно через пару миллиардов лет яркость Солнца увеличится, Земля нагреется, растения высохнут и умрут, океаны выкипят, жизнь исчезнет. Одни только вирусы никуда не денутся. В условиях нехватки клеточного материала они научатся любить ближнего и будут обмениваться генами с кем попало. Альтруизм — вот на какой ноте завершится песнь жизни, когда Солнце станет настолько горячим, что не выдержат даже вирусы. Унисон вирусов и клеток — этим начинается и заканчивается эволюция, хотя между этими стадиями проходят миллиарды лет страшной конкуренции.

«Изучение вирусов и впрямь способно произвести революцию в астробиологии, — поддерживает коллегу г-н Импи. — Работа Гриффина могла бы стать хорошей отправной точкой».

Подготовлено по материалам Astrobiology Magazine.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/universe/SETI/10010367/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта