Вирусите: невидимите невъзпети герои
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:27
Думата „вирус“ вселява ужас в сърцата на повечето хора. Във въображението възникват образи на грип, СПИН, жълта треска или ебола. Разбира се, ние се страхуваме, тъй като те носят болести, а понякога и болезнена смърт.
Но 21 типа вируси, които сеят хаос в човешкото тяло, представляват едва незначителна част от милиарди вируси на Земята. Повечето от вирусите всъщност играят жизненоважна роля в нашето съществуване.
Изглежда, никой не цени тези добри момчета, които поддържат разнообразието и баланса на екосистемите.
Огромното количество на тези добри вируси е поразително. Тяхната концентрация в езерната или речната вода е 100 млн. на милиметър – това повече от четири пъти превишава населението на Австралия, събрано в 1/4 чаена лъжичка вода.
Всички световни океани съдържат 1030 вируса. Ако ги построите в линия, ще се протегнат на 10 милиона светлинни години или на разстояние, 100 пъти превишаващо размера на нашата галактика. В съвкупност те тежат толкова, колкото 75 млн. сини кита. Накратко – наистина са много.
Що е то вирус?
Вирусите не са живи организми. Това са просто частици генетичен материал (ДНК или РНК), покрити с белтъци, които се държат като паразити. Те се прикрепят към клетката гостоприемник, въвеждат своя генетичен материал и се размножават чрез метаболитните пътища на клетката гостоприемик.
Тогава новите вируси излизат от клетката, тя се разрушава (лизира), изпускайки стотици вируси.
Вирусите са много придирчиви към този, когото заразяват. Всеки тип вирус може да зарази само един вид клетки гостоприемници. Вирусите, които заразяват бактерии, доминират в нашия свят. Вирусът, който заразява един вид бактерия, не заразява друг вид бактерия и безспорно не може да зарази вас. Всички ние имаме собствена колекция от няколко десетки вирусни типа, които предизвикват у нас болести и смърт.
Смъртоносният танц
Водораслите и растенията се явяват основни производители на продукти, основа на екосистемите. Използвайки слънчева светлина, те превръщат грубите елементи – като въглероден диоксид, азот и фосфор – в органични вещества. Тревопасните животни се хранят с растенията и свой ред са изяждани от други животни.
Енергията и хранителните вещества се предават нагоре по хранителната верига дотогава, докато животните не умират. Но какво гарантира, че основните производители ще получат изходните елементи, необходимо за техния живот?
Отговорът зависи от отношенията на вирусите с бактериите.
Вирусът не ловува за своята плячка. Той случайно се среща с клетката гостоприемник – това е игра на числа. Когато гостоприемникът, например бактериална клетка, расте бързо, това увеличава броя. Колкото повече са видовете бактерии, толкова по-голяма е вероятността, че те ще встъпят в контакт със своите заклети врагове – вирусите победители. Това означава, че нито един вид бактерии не доминира в екосистемите прекалено дълго.
В сладката вода например се наблюдават много високи темпове на ръста на бактериите. Може да си помислим, че това високо бактериално производство ще стане част от хранителната верига и в крайна сметка – храна за рибите. Но това се случва рядко.
Сега разбираме, че бактериите наистина изчезват от тези екосистеми. Но къде отиват?
Отговорът лежи във взаимодействието между бактериите и вирусите. Когато вирусът пробие бактериалната клетка, нейните „вътрешности“ изригват във водата заедно с всички нови вируси. Съдържимото на клетката става храна за съседните бактерии, като по този начин стимулира техния растеж. Тези бактерии растат на брой и при съприкосновение с вируси също се заразяват и лизират.
Вирусите карат света да се върти
Този процес на вирусна инфекция, лизиране и хранително изпускане протича отново и отново. Бактериите всъщност се изяждат една друга с помощта на свързаните с тях вируси. Много бързо елементите, които поддържат хранителната верига, попадат обратно в кръговрата с помощта на вирусите.
Това взаимодействие осигурява постъпването на неорганични хранителни вещества за водораслите и растенията, от които зависят екосистемите. Това съчетание на висок ръст на бактерии и вирусни инфекции поддържа функционирането на екосистемите. Това обяснява защо не виждаме бактерии в хранителните вериги. Бактериалната продукция на вирусите се предава нагоре по хранителната верига, затова не става храна за рибите в сладководните екосистеми.
Голяма част от хранителните вещества (разтворен органичен въглерод), които водят до много висок бактериален ръст в сладката вода, протичат от наземната среда. Действително, сладководните вирусно-бактериални взаимодействия се явяват важно звено в кръговрата на въглерода между сушата и атмосферата.
Земните вирусни изследвания далеч изостават от изследванията на водата. Вирусната динамика в земните екосистеми е сложна, тъй като почвата може да свързва и деактивира вируси, за да ограничава тяхната способност да инфектират други организми. Ние можем, опирайки се на сладководните процеси, да завършим глобалния въглероден цикъл.
В сладката вода вирусите повишават скоростта на бактериалното разлагане, благодарение на което органичните вещества бързо и ефективно минерализират в прости неорганични компоненти – като въглероден диоксид, азот и фосфор.
По такъв начин вирусите се явяват важна част от неорганичната преработка на хранителни вещества. Макар че те изглеждат незначителни, всъщност вирусите играят глобална роля в утилизацията на хранителни вещества чрез хранителните вериги. Едва сега започваме да разбираме степента на положителното им влияние върху нашето оцеляване.
То може да се каже определено: вирусите са нашите малки невидими герои.
