Зашто су вируси потребни да би свет функционисао

Ако би нестали сви вируси, свет би био веома другачији, а промена не би нужно била набоље. Шта би се тачно догодило?

Чини се као да вируси постоје искључиво зато да би изазивали хаос у друштву и доносили патњу човечанству.

Током прошлих миленијума, однели су небројене животе, често убијајући значајан део светске популације - од епидемије грипа 1918. године, од ког је умрло између 50 и 100 милиона људи, до процењених 200 милиона људи који су умрли од великих богиња само током двадесетог века.

Тренутна пандемија Ковида-19 само је један у низу понављајућих и бескрајних смртоносних напада вируса.

Ако би имали прилику да махну чаробним штапићем и да сви вируси нестану, већина људи би је вероватно оберучке прихватила, нарочито сада.

Међутим, то би била кобна грешка - чак смртоноснија него што би иједан вирус могао да буде.

„Када би сви вируси одједном нестали, свет би отприлике дан и по био предивно место, а онда бисмо сви умрли - то је крајњи исход", каже Тони Голдберг, епидемиолог на Универзитету у Медисону у Висконсину.

„Све неопходне ствари којима доприносе свету имају много већи значај од лоших ствари."

Велика већина вируса није патогена за људе, а имају кључне улоге у подупирању екосистема. Други вируси одржавају здравље појединих организама - од гљива и биљака, до инсеката и људи.

„Живимо у стању баланса, у савршеној равнотежи", а вируси имају улогу у томе, каже Сузана Лопез Чаретон, вирусолог на Државном независном универзитету у Мексику.

„Мислим да бисмо без вируса били готови."

Људи углавном нису свесни какву улогу вируси играју у одржавању великог дела живог света на Земљи, јер се углавном бавимо само онима који човечанству доносе невоље.

Скоро сви вирусолози изучавају искључиво патогене; тек недавно је неколико неустрашивих истраживача почело да испитује вирусе који нас не убијају, већ одржавају и нас и планету у животу.

„То је мала група научника који покушавају да успоставе фер и уравнотежен начин посматрања света вируса, као и да докажу да добри вируси заиста постоје", каже Голдберг.

Оно у шта су научници сигурни је да би без вируса живи свет и планета на какву смо навикли престали да постоје.

А чак и ако бисмо желели, вероватно би било немогуће истребити сваки вирус на Земљи.

Међутим, замишљањем како би свет изгледао без вируса, можемо боље да разумемо не само колико су кључни за наш опстанак, већ и колико много тога тек треба да научимо о њима.

Пре свега, истраживачи чак не знају ни колико вируса заправо постоји. Хиљаде вируса су формално класификовани, међутим могли би да постоје још милиони других.

„Открили смо само веома мали део, јер се није ни истраживало превише", каже Мерилин Русинк, еколог који изучава вирусе на Универзитету Пен Стејт.

„То су све предрасуде - наука се увек бавила само патогенима."

Научници такође не знају који проценат од укупног броја вируса је проблематичан за људе.

„Ако бисмо посматрали бројчано, статистички би то било близу нули", каже Кертис Сатл, вирусолог у области заштите животне средине на Универзитету Британске Колумбије.

„Скоро сви вируси који постоје нису патогени за било шта што нам је важно."

Кључни за екосистеме

Познато нам је да су фаги, односно вируси који нападају бактерије, изузетно значајни. Њихов назив потиче од грчке речи „фагеин", која значи „прождирати", а они заиста прождиру.

„Они представљају главне предаторе у бактеријском свету", каже Голдберг. „Без њих бисмо били у великом проблему."

Фаги су главни регулатор бактеријске популације у океанима, а вероватно и у свим другим екосистемима на планети.

Када би вируси изненада нестали, неке групе бактерија би се вероватно намножиле у огромном броју, док би друге биле надјачане и потпуно би престале да расту.

То би било нарочито проблематично у океанима, у којима је више од 90% живог света микробно, по тежини.

Ти микроби стварају отприлике половину кисеоника на планети, што су омогућили вируси.

Ти вируси сваког дана убијају отприлике 20% свих микроба у океанима, као и отприлике 50% свих океанских бактерија.

Требљењем микроба, вируси обезбеђују да планктони који производе кисеоник имају довољно хранљивих материја да спроводе фотосинтезу великих размера, чиме у крајњој линији одржавају велики део живота на Земљи.

„Ако нема смрти, онда нема ни живота, јер живот у потпуности зависи од обнављања материјала", каже Сатл. „Вируси су изузетно значајни за то рециклирање материјала."

Истраживачи који проучавају инсекте штеточине су установили да су вируси од пресудне важности за држање под контролом популација разних врста живих организама.

Ако популација одређене врсте постане превелика, „појавиће се неки вирус и уништити је", каже Русинк. „То је веома природна појава у екосистемима."

Овај процес, назван „убиј победника", уобичајен је и међу другим врстама, укључујући и нашу - што је очигледно из пандемија.

„Ако нека популација постане веома обилна, вируси ће се размножавати веома брзо и смањити ту популацију, чиме се ствара простор да све остало живи", каже Сатл.

Када би вируси наједном нестали, снажније и агресивније врсте би вероватно бујале науштрб свих осталих.

„Убрзано бисмо изгубили велики део биодиверзитета на планети", каже Сатл. „Неколико врста би све преузело и изгурало све остале."

Неки организми зависе од вируса да би опстали, односно да би стекли неку предност у такмичарски настројеном свету.

Научници претпостављају, примера ради, да вируси имају важан задатак у омогућавању кравама и другим преживарима да претворе целулозу из траве у шећере који могу да се метаболишу и на крају претворе у телесну масу и млеко.

Истраживачи такође сматрају да су вируси неопходни за одржавање здравих микробиома у телима људи и других животиња.

„Не разумемо то довољно добро, али проналазимо све више и више примера те блиске интеракције у којој су вируси кључни део екосистема, било да је у питању наш људски екосистем или екосистеми животне средине", каже Сатл.

Русинк и њене колеге пронашли су конкретне доказе који подржавају ово размишљање.

У једној студији, испитивали су гљиву која се насељава у тачно одређеној трави у Националном парку Јелоустоун. Утврдили су да вирус који заражава ту гљиву омогућава трави да постане отпорна на геотермалне температуре тла.

„Када су све троје на истом месту - вирус, гљива и трава, онда те биљке могу да расту и на веома врућем тлу", каже Русинк. „Гљива сама по себи није довољна."

У једној другој студији, Русинк је открила да када се један вирус пренесе путем семенке у халапењо папричице, то омогућава инфицираним биљкама да одбијају биљне ваши.

„Биљке које немају тај вирус више привлаче биљне ваши, тако да је вирус засигурно благотворан", каже Русинк.

Она и њене колеге открили су да биљке и гљиве уобичајено преносе вирусе кроз генерације. Иако још увек нису прецизно установили функције већине тих вируса, претпостављају да они свакако на неки начин помажу својим домаћинима.

„У супротном, зашто би их биљке задржавале?", каже Русинк. Када би нестали сви ти вируси са повољним дејством, биљке и други организми који су им домаћини би вероватно постали слабији или би чак угинули.

Пружају заштиту људима

Инфекција одређеним бенигним вирусима може да помогне чак и људима да се заштите од неких патогена.

ГБ вирус-Ц (хепатитис Г), чест вирус код људи, који се преноси путем крви и представља непатогеног далеког сродника вируса Западног Нила и денга грознице, повезан је са успореном прогресијом ка СИДА-и код људи који су ХИВ-позитивни.

Научници су такође утврдили да ГБ вирус-Ц смањује вероватноћу смртног исхода код људи заражених еболом.

Осим тога, херпес чини мишеве мање подложним одређеним бактеријским инфекцијама, укључујући бубоничну кугу и листерију (бактерију која изазива честу врсту тровања храном).

Не би било етички да се са људима понови исти експеримент као са мишевима, тако што би били заражени херпес вирусом, бубоничном кугом и листеријом, али аутори ове студије претпостављају да се резултати до којих су дошли са глодарима вероватно односе и на људе.

Иако се целоживотна инфекција херпес вирусима „уобичајено сматра искључиво патогеном", они наводе да подаци које су открили показују да херпес заправо ствара „симбиотску везу" са домаћином и да његовом имунитету доноси корист.

Без вируса, ми и многе друге врсте бисмо можда били подложнији другим болестима. Вируси су такође међу терапијским агенсима који највише обећавају у лечењу одређених обољења.

Код терапије фагима, која је пажљиво истраживана у Совјетском Савезу још од двадесетих година двадесетог века, користе се вируси против бактеријских инфекција.

Данас је то поље које се убрзано развија - не само због све веће резистентности на антибиотике, већ и због могућности да се терапија прецизно прилагоди тако да уништава тачно одређене врсте бактерија, уместо да без разлике истреби читаве популације бактерија у нашим организмима, као што то чине антибиотици.

„Велики број живота је спашен употребом вируса када су антибиотици били неуспешни", каже Сатл.

Онколитични вируси, који селективно инфицирају и уништавају ћелије рака, такође се све више истражују као мање токсична и ефикаснија терапија за рак.

Било да нападају штетне бактерије или ћелије рака, вируси који се користе терапијски понашају се „као мали микроскопски пројектили са навођењем, који дођу и разносе оне ћелије које не желимо", каже Голдберг.

„Вируси су нам потребни за читав низ развојних пројеката у области истраживања и технологије, који ће нас одвести до следеће генерације терапијских средстава."

Због тога што се непрекидно рeплицирају и мутирају, вируси такође представљају огромно складиште потенцијала за генетске иновације, које могу да се употребе за друге организме.

Вируси се размножавају тако што улазе у ћелије домаћина и отимају њихове алате за реплицирање. Ако се то деси у герминативној ћелији (јајној ћелији или сперматозоиду), вирусни генетски код може да се пренесе на наредну генерацију и да остане трајно интегрисан.

„Сви организми који могу да се заразе вирусима имају могућност да преузму вирусне гене и да их употребе у своју корист", каже Голдберг.

„Убацивање нове ДНК у геноме је веома значајан начин еволуције."

Нестанак вируса, другим речима, утицао би на еволутивни потенцијал свег живог света на планети, укључујући и хомосапијенса.

Процењује се да вирусни елементи чине око 8% људског генома, док отприлике 100.000 остатака гена који потичу од вируса зачињава геноме сисара уопште.

Вирусни генетски код се најчешће јавља као инертан део ДНК, али у неким случајевима преноси нове и корисне, чак и неопходне, функције.

Примера ради, два независна тима истраживача су 2018. године дошла до запањујућег открића.

Ген вирусног порекла чини код за протеин који има кључну улогу у настанку дугорочног памћења, тако што помера информације између ћелија нервног система.

Најупечатљивији пример се, пак, односи на еволуцију плаценте код сисара и на временску одредницу генске експресије током људске трудноће.

Докази показују да способност за рађање живорођене деце дугујемо делићу генетског кода који је присвојен од прастарих ретровируса који су инфицирали наше претке пре више од 130 милиона година.

Аутори тог открића из 2018. године су у научном журналу „ПЛОС бајолоџи" навели:

„Примамљиво је спекулисати колико би другачија била људска трудноћа - можда чак не би ни била могућа, да није било вековних пандемија ретровируса који су нападали наше еволутивне претке."

Стручњаци сматрају да се такви генетски потписи јављају у свим облицима вишећелијског живота. „Многе функције су нам вероватно још увек непознате", каже Сатл.

Научници су тек почели да откривају начине на које вируси помажу у одржавању живота, јер су и тек почели да трагају за њима.

Међутим, у крајњој линији, што више будемо научили о свим вирусима, не само о оним патогеним, то ћемо бити боље опремљени да одређене вирусе употребимо за позитивне намене, као и да развијемо одбрану против других вируса, који би могли да доведу до следеће пандемије.

Штавише, учење о богатству вирусног диверзитета ће нам помоћи да достигнемо дубље разумевање начина на који наша планета, екосистеми, па чак и наша сопствена тела, функционишу.

Према Сатловим речима: „Морамо да уложимо напор да покушамо да установимо шта све постоји, чисто ради сопствене добробити."

Пратите нас на Фејсбуку и Твитеру. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]