Върху всеки квадратен метър от планетата ежедневно се „изсипват“ около 800 милиона болестотворни микроорганизми. 

В разгара на коронавирусната пандемия всеки се пита, откъде точно идва тази зараза. Според учените световната зараза е тръгнала от прилепите в китайския град Ухан. Любителите на конспиративните теории пък са убедени, че „някои пръска с вируси от прелитащите в небето самолети“. Истината обаче е далеч по-тривиална.

Оказва се, че еволюционната история на вирусите всъщност е много увлекателна, макар и недостатъчно изяснена. Днес – около 120 години след откриването на вирусите от холандския микробиолог Мартинус Бейеринк, е трудно да се намерят точните критерии за тяхното класифициране. Една от причините за това е голямото им разнообразие, друга – неуточненият им произход, а трета – противоречивата им природа.

Към момента са описани 2480 вируса

Те са класифицирани в 395 рода, 94 семейства и 6 разреда. Интересно е, че някои вируси съхраняват генетичната си информация в РНК геном, който може да е едноверижен (ретровируси) или двуверижен (реовируси), докато при други - геномът е ДНК и също може да бъде едноверижен (парвовируси, анеловируси) или двуверижен (аденовируси, папиломни и полиомни вируси).

В търсене на вируси се впусна неотдавна международен екип от изследователи. Учените направил един много странен, но в същото време и доста любопитен експеримент високо в планината Сиера Невада в испанската автономна област Андалусия.

Те поставили там специални контейнери за събиране на вирусите, които падат от небето. Предположили, че над „Снежната планина“ (както още се наричат тези възвишения) циркулира огромен поток от болестотворните микроорганизми. Той се намирал някъде над облаците, които определят метеорологичните промени, но под нивото, което се използва от авиокомпаниите за пътуване със самолет.

Оказва се, че се знае твърде малко за тази област. Ето защо броят на откритите там вируси буквално смаял екипа от изследователи, работещи на територията на Испания. Те изчислили, че всеки ден около 800 милиона вируса се изсипват от въздуха върху всеки квадратен метър от планетата. По-голямата част от тях се разнасяли от влажния океански бриз, а една по-малка част – от пустинните бури, заедно с песъчинките.

„Вирусите могат да пътуват на големи разстояния, а прескачането от един континент на друг за тях е детска игра“, обяснява вирусологът д-р Къртис Сътл от университета на Британска Колумбия във Ванкувър, Канада. По думите му било съвсем нормално в Африка да бъдат открити вируси, които са се изсипали от небето в Северна Америка например.

Изследването на д-р Сътл и колегите му беше публикувано в края на миналата година в специализирано списание за микробиология и екология. То е първото, което се опитва да преброи вирусите, падащи върху планетата. Проучването обаче не е предназначено да се изучи грипът или някое друго инфекциозно заболяване, а за да се попълнят липсващите познания за т.нар. „вирососфера“ (домът на всички болестотворни микроорганизми).

Повечето хора смятат, че тези пакостници за нашето здраве произхождат от планетата и се издигат нагоре във въздуха, за да попаднат в дихателната система. Но изследователи смятат, че вирусите всъщност се „раждат“ в атмосферата. Някои от тях дори твърдят, че те идват от Космоса – идеята е известна в науката като панспермия.

Вирусните щамове мутират много бързо

Какъвто и да е случаят преди векове на Земята, фактите са си факти - вирусите са най-многобройните и най-гъвкавите микроорганизми. Екипът на д-р Сътл е открил стотици милиони вируси на квадратен метър, докато броят на бактериите бил десет пъти по-малък на същата площ. Предположенията са обаче, че вирусите (смятани за опасни инфекциозни агенти) всъщност са много повече от това, което е открил ученият от университета на Британска Колумбия.

Трудно е да се преувеличи централната роля, която вирусите играят на сцената, наречена Земя. Те са от съществено значение за всичко - от имунната ни система до чревната микробиология, от екосистемите на сушата и тези на световните океани и морета, от регулирането на климата до еволюцията на всички видове. Вирусите съдържат огромно разнообразие от неизвестни гени и ги разпространяват към останалите живи същества на планетата.

Миналата година трима учени призоваха за нови инициативи и проучвания, които ще позволят да се разберат по-добре връзките на вирусите с природата и човешкото тяло.

„Те модулират еволюцията на всички живи същества на Земята, но до каква точно степен го правят, все още е мистерия“, пишат Матю Б. Съливан от американският щат Охайо, неговият колега Стивън У. Вилхелм от щата Тенеси и Джошуа Вайц от Грузия.

Вирусите дали отговарят на определението за нещо живо? Макар че са нещо като топ хищници на микробния свят, те не могат да се възпроизвеждат. Ето защо се нуждаят от чужди клетки, в които да се настанят (това на медицински език се нарича инфекция) и да инжектират в нея собствената си ДНК, за да се копират. Понякога новополучените гени са полезни за „домакина“ и стават част от неговия геном, но друг път го разболяват тежко.

Изследователите неотдавна идентифицираха древен вирус, който вкарваше своята ДНК в геномите на някои животни, които се считат за предци на човешката раса. Този фрагмент от генетичен код - наречен ARC, е част от нервната система на съвременните хора и играе важна роля в човешкото съзнание – отговорен е за комуникацията между невроните, за способността да се запаметява и мисли логично. Между 40% и 80% от човешкия геном може да бъдат свързани с древни вирусни инвазии, категорични са учените.

Каква е ролята им в световната екосистема?

Вирусите са големи играчи и в световните екосистеми. Много изследвания в момента са насочени и към изучаване на това как функционира планетата.

„Ако можехте да изучим целия жив материал в океаните, щяхме най-вероятно да открием, че 95% от него всъщност са неща, които не можем да видим с просто око, а именно те са отговорни за доставката на половината от кислорода на планетата“, обяснява д-р Къртис Сътл.

В поредица от лабораторни експерименти той филтрирал вирусите от морската вода, но оставял в нея бактериите. След това забелязал, че планктонът във водата спрял да расте. Получавало се така, защото вирусите са специфични хищници – атакуват определен вид, за да даде шанс на живот за друг. По същия начин, по който един елен, убит от вълк, става храна за гарвани и някои други животински видове.

Едно друго проучване изчислява, че вирусите в океана причиняват трилиони инфекции в секунда унищожавайки ежедневно около 20% от всички бактериални клетки в морето. В този смисъл вирусите помагат за поддържането на равновесието в различните екосистеми, като променят състава на микробните общности.

Докато някои вируси и други организми са се развивали заедно и са постигнали някакъв баланс, други инвазивни вируси могат да причинят бързи, широко разпространяващи се инфекции, които да доведат до изчезването на определени видове. Например, вирусът от Западен Нил е променил състава на общността от птици в голяма част от Съединените щати, убивайки враните и благоприятствайки популацията от гарвани, твърдят някои изследователи. Вината за многото изчезнали видове птици в Хавай също се хвърля върху вирусите, които се пренасяли от комарите и така се разпространили в планинските гори.

„Вирусите не са наши врагове. Някои от тях наистина са гадни и могат да ни разболеят, но е важно да признаем, че други са абсолютно неразделна част от нашата екосистема. Ние бихме загинали като вид, ако ги нямаше, защото това би довело да големи катаклизми“, казва в заключение д-р Къртис Сътл, чийто екип събирал и изследвал в продължение на месеци „дъжда“ от вируси в планината Сиера Невада.