Сокрытая в микровселенной вокруг вас, происходит беспощадная
Война, сокрытая в микровселенной вокруг вас, происходит беспощадная война, которую ведут настоящие хозяева планеты - микроогранизмы.
Амёбы, простейшие, бактерии, археи и грибки соперничают
За ресурсы и пространство.
Кроме них ещё есть "ужасы", именуемые вирусами, охотящиеся на всех остальных. Не являясь жизнью, они самые крохотные, многочисленные и смертоносные создания на Земле, убивающие триллионы ежедневно. Они не заинтересованы в ресурсах. Только в живых существах, которыми можно овладеть. Мы так считали. Оказалось, что существуют гигантские вирусы, которые размывают границы между живым и неживым, а также другие вирусы, охотящиеся на них. Значительно меньше ваших клеток или даже бактерий. Вирусы не более чем оболочка, небольшой кусок генетического материала и несколько белков.
Никакого метаболизма и способа передвижения. Никакой воли или амбиций. Они бесцельно парят в надежде наткнуться на жертву, которую можно заразить и захватить. Вирусы настолько просты, что мы даже не уверены, стоит ли их считать живыми или нет? Некоторые учёные полагают, что вирусы живые. Другие считают заражённые клетки настоящими живыми вирусами. Гибридные организмы, называемые вирусоклетками. Вирусные частицы же больше напоминают семена или споры. Многие другие считают вирусы неживой природой.
Происхождение вирусов - загадка. Ведь как вообще могло появится то, что требует жертв для создания себе подобных? Существует множество идей. Вирусы могли быть важным шагом в процессе появления жизни. Может, они зародились из ДНК, сбежавшей из клетки, которая преуспела в создании копий самой себя. Может, они потомки по-настоящему ленивых паразитов, за которых всю работу делали другие. Сейчас считается, что возможно вирусы появлялись несколько раз разными способами.
Однако мы всё ещё наверняка не знаем. Какой бы не была правда, вирусы являются самыми успешными созданиями на этой планете. Предположительно на Земле сейчас 10 000 миллиардов миллиардов миллиардов вирусов. Если мы поставим их в ряд, то они растянутся на 100 миллионов световых лет.
Это ширина 500 Млечных Путей.
С недавних пор вирусы стали ещё страннее, когда учёные открыли совершенно новый тип. Гигантские вирусы, прозванные "гиркусами". Они не только побили все рекорды, но и подвергли сомнению все наши догадки об их природе.
У "гиркусов" даже есть собственные паразиты - вирофаги. Вирусы, которые охотятся на другие вирусы, что кажется на первый взгляд бессмысленным. Так как первого из них мы обнаружили в 2003, то похоже эти гиганты везде куда ни глянь. В океанах, водонапорных башнях, внутренностях свиней и ртах у людей. Они ещё страннее, чем мы думали. "Гирусы" выглядят забавно как пушистые геометрические фигуры или крошечные огурчики. Значительно больше всех вирусов, о которых мы знали до этого, что объясняет как они прятались на виду веками. Учёные наблюдали их под микроскопами и думали, что это бактерии.
Это словно внезапно обнаружить, что везде утки размером со слона. Большинство обнаруженных вирусов охотятся на амёб и других одноклеточных организмов. Когда они находят жертву, они присоединяются к ней и используют её естественные процессы, чтобы войти в клетку. Как и у всех вирусов, их цель - присвоить инфраструктуру клетки для размножения. Представьте как мышь заползает в ваш рот и использует ваши внутренности, кости и жировую ткань, чтобы построить мышиную фабрику. "Гирус" выпускает атакующие белки и генетический материал, преобразовываю клетку изнутри. Её структурные элементы, производство белков и большая часть митохондрий для энергии изменены, чтобы стать настоящей фабрикой, которая называется вироплазмой. Некоторые "гирусы" даже образуют мембрану, чтобы защитить себя от противовирусной защиты клетки.
Когда всё закончено, вироплазма начинает собирает новых "гирусов", используя жертву изнутри, пока она не заполнится. В конце захватчик обычно отдаёт клетке команду самоуничтожиться и выпускает новых "гирусов", чтобы они охотились на новых жертв. Однако особенными их делают не механизмы работы и даже не размер, а тот факт, что они устроены гораздо сложнее, чем предполагалось для вирусов. Ваши клетки содержат около 20000 генов. У обычной бактерии несколько тысяч генов. У корановируса около 15. У ВИЧ или гриппа около 10. Количество генов само по себе не решает всё.
Например, у томата 35000 генов.
Однако в целом мы представляем жизнь как
Сложноустроенную систему.
Ниже определённого уровня строения некоторые объекты ближе к неживой природе, чем живым организмам. Однако у "гирусов" могут быть сотни или даже тысячи генов. Это размывает грань между живой и неживой природой. Не только само число генов является исключительным, но и цель этих самых генов. Мы привыкли считать гены вирусов простейшими инструкциями. Ровно столько, чтобы преодолеть защиту жертв и произвести новые вирусы.
Однако многие гены "гирусов" абсолютно уникальны. Фактически гены-загадки. Ещё больше сбивают с толку большие отрезки генов, являющиеся отличительными чертами живых организмов. Гены, которые регулируют потребление питательных веществ, производство энергии, аккумулирование световой энергии, ауторепродукцию или просто необходимы, чтобы поддерживать в клетке жизнь. Некоторые из недавних исследований даже предположили, что некоторые "гирусы" с очень сложным геномами могут сами поддерживать простейший уровень метаболизма. Если это правда, то это перевернёт наше представление о вирусах ещё сильнее.
Мы ещё точно ничего не знаем, но одна из гипотез о генах "гирусов": они могут фундаментально преобразовывать физиологию и эволюцию своих жертв, внедряя свои геномы и объединяясь с ними в химерный организм, или наоборот, забирая часть генов жертвы и изменяя себя. На протяжении миллиардов лет "гирусы" могли существовать параллельно с клетками и заражать их, оказывая незаметное влияние на развитие жизни. Не просто влияние в роли паразитов, но в роли "толчков" эволюции в разные стороны, которые разбрасывают гены в разные стороны. Это приводит нас к ещё одному необычному явлению, связанным с ними, - вирофагам. Вирусы, которые охотятся на "гирусы". Этот концепт сам по себе озадачивает. Как возможно неживой объект может охотится на другой возможно неживой объект? Давайте посмотрим на одного из них.
Вирофаг Спутник охотится на "гирус", именуемый Мамавирус, который в свою очередь охотится на амёб. Спутник крошечный и минималистичный вирус, у которого даже нет генов и инструментов, чтобы воспроизвести себя. Однако у него есть возможность захватить вироплазменные "фабрики" Мамовирусов.
Таким образом вирофагам требуется, чтобы их жертва,
"гиркус", сначала захватила свою жертву, амёбу.
После чего вирофаги могут паразитировать на амёбе. Вироплазма Мамавируса, заражённая Спутником, может произвести крошечное количество "гирусов", из которых многие будут деформированы и неисправны, не имея возможности заразить новые клетки, а вместе с этим она производит множество новых вирофагов Спутник. Некоторые вирофаги ещё более изощрённые.
Когда они заражают новую вироплазму, они просто внедряют свой генетический код в новопроизведённых "гирусов" как "спящих" агентов. В следующий раз, когда кто-то из этих перехваченных "гирусов, успешно заразит клетку: она произведёт в основном вирофагов вместо "гирусов". Однако "гирусы" не полностью беззащитны. Несколько лет назад мир был потрясён, когда учёные обнаружили CRISPR. Система обороны бактерий против вирусов. Оказалось, что у некоторых "гирусов" имеется похожая система. Своего рода иммунная система "гирусов" против вирофагов.
Вирофаги, в свою очередь, могут быть использованы живыми организмами как противогирусная система. У некоторые простейшие было обнаружено, что они внедряют генетический код вирофагов в свой геном и сохраняют его.Когда "гирусы" заражали простейших, они использовали этот код, чтобы самим произвести вирофагов, цель которых - захватить "фабрики" "гирусов". По итогу простейшее всё равно погибнет из-за заражения "гирусом". Однако вместо того, чтобы выпустить "гирусов", которые будут охотится на его приятелей, оно выпускает вирофагов, чтобы охотится на них. Самое классное обо всём, что мы рассказали вам в этом видео, что мы ещё только начинаем изучать этот феномен.