Гигантские вирусы - настоящая terra incognita в биологии. Об их эволюции и происхождении известно настолько мало, что даже затруднительно сказать - есть ли польза от их паразитического образа жизни.
Об этих организмах человечество узнало сравнительно недавно, а масштабные исследования начались всего-то около 40 лет назад.
Сегодня найдено всего 4 вида гигантских вирусов.
Для сравнения: биоразнообразие обычных вирусов исчисляется тысячами видов.
Про гигантов выясняются все новые и новые детали.
Например, выявилось, что они могут внедрятся в клетки человека. Они живут в почвах. Им прекрасно подходят многовековые ледники. Вы ведь слышали, что в якутии “откопали” гигантский вирус, которому 30 тысяч лет?
В общем, гиганты ставят перед наукой вопросы, которые могут изменить понимание о происхождении и эволюции жизни на Земле. И не только. Одно из последних открытий доказывает - гигантские вирусы способны влиять на глобальные процессы на планете.
ЭВРИСТИЧЕСКАЯ НАХОДКА
О существовании гигантских вирусов человечество узнало в 2003 году, когда выяснилось - видимое в световой микроскоп существо диаметром 0,4 мкм., паразит амебы Acanthamoeba polyphaga.
За 11 лет до этого прозрения, паразита описывали как бактерию. Но оказалось - это громадный вирус.
Он получил свое имя - мимивирус. Всё благодаря французскому микробиологу Дидье Раулю.
Изначально считалось, что название "мимивирус" связано с способностью гиганта мимикрировать под микроб.
Однако, как признался сам Рауль, имя возникло от имени амёбы Мими, героини детских сказок, которые сочинял его отец. Он придумал свой оригинальный способ познакомить сына с основами эволюционной биологии.
Так, личные истории и научные открытия переплелись в названии этого вируса.
НЕПОВТОРИМЫЕ ОСОБЕННОСТИ, КОТОРЫЕ СБИВАЮТ С ТОЛКУ
Гигантские вирусы своими особенностями сбивают с толку научное сообщество. По крайней мере, они размывают грань между вирусами и НЕ вирусами.
Выделяются гиганты не только размерами, но и особенностями генома.
Самые большие известные гиганты относятся к группе пандоравирусов. Первый из них, Pandoravirus salinus, был открыт в 2013 году и привлек внимание своим исполинским геномом, который всего в два раза меньше, чем у кишечной палочки E. coli.
У пандоравируса геном насчитывает 2770 тысяч пар оснований и 2556 генов, из которых функции 2155 остаются пока совсем неизвестными.
Для сравнения: обычные вирусы имеют геном, содержащий всего лишь несколько сотен тысяч пар оснований и не содержат белков, в то время как гигантские вирусы их имеют.
Благодаря геному ученые долгое время считали гигантские вирусы чем-то средним между вирусами и клеточными организмами.
Однако отсутствие у гигантов рибосом и РНК, неспособность синтезировать АТФ и размножаться делением подтверждают - они все же относятся к вирусам.
Гигантские вирусы также лишены привычного капсида - вирусной оболочки, которая характерна для большинства вирусов.
У них вместо капсида что-то вроде аналога клеточной мембраны, под которой располагается многослойная оболочка. Предполагается, что она состоит из целлюлозы.
Не будем слишком углубляться в этот вопрос, но для понимания “масштаба бедствия” скажу: мембраны играют ключевую роль в энергетическом метаболизме живых клеток.
Слишком важны для обменных процессов и поддержания постоянства внутренней среды.
Исследователи из Университета Экс-Марсель под руководством Бернарда Ла Сколы (Bernard La Scola) и Дидье Рауля (Didier Raoult) получили доказательства - у некоторых гигантских вирусов, возможно, есть частично автономный энергетический метаболизм.
У них нашли аналоги ферментов цикла трикарбоновых кислот (он же цикл Кребса) и способность создавать протонный градиент на мембране.
Зачем гигантам нужен энергетический метаболизм, пока не совсем понятно. Они же паразитируют, а значит сидят на всем готовеньком.
Собственно, ученые и не обнаружили следов синтеза АТФ.
Однако, у некоторых гигантов найдены гены метаболизма углерода. Поэтому рассматривается гипотеза - так они могут корректировать работу клеточных систем хозяина.
И вот, как раз, этот факт ставит под сомнение традиционное представление о вирусах и приближает гигантов к клеточным организмам.
Но паразитами они от этого не перестают быть. Весь вопрос, есть ли в их образе жизни достоинства?
НЕОЖИДАННОЕ ОТКРЫТИЕ НА ЛЬДАХ ГРЕНЛАНДИИ
В последние годы исследования гигантских вирусов вышли за пределы лабораторий и перешли в полевые условия.
Одним из впечатляющих открытий стало недавнее обнаружение гигантских вирусов на поверхности ледяного щита Гренландии. В июне 2024 результаты публиковались на Sci News.
Международная команда биологов из Орхусского университета в Дании под руководством Лауры Перини выявила - найденные вирусы, возможно, играют ключевую роль в экосистеме ледников.
Вы, вероятно, уже наслышаны, что каждую весну, когда Солнце возвращается в Арктику, начинается активное цветение снежных водорослей. Эти водоросли покрывают лед черным, красным, зеленым цветом.
Понятно, что так снижается отражающая способность ледяного щита, а это приводит к ускоренному таянию ледников.
За последние десятилетия Гренландия уже потеряла значительную часть своих шельфовых ледников, что вызывает все эти околонаучные пересуды о затоплении целых регионов планеты в связи с повышением уровня мирового океана.
Подсчитано даже, когда весь лед Гренландии растает, уровень Мирового океана поднимется на 7,5 метров.
Кстати, впервые гигантские вирусы были обнаружены в 1981 году именно в океане. Тогда еще было установлено - они паразитируют в клетках зеленых морских водорослей.
Позднее гигантские вирусы обнаружили в почве, на поверхности суши и даже у человека.
Однако в этот раз идет речь о гигантских вирусах, которые обитают на поверхности льда и снега. И это первый подобный случай.
Обнаруженные вирусы, похоже, регулируют рост снежных водорослей на льду, заражая их. Вот вам и польза! Так они сдерживают вредоносное “цветение льда”.
ЧТО В НИХ “ЗАПРЯТАНО”
Особый интерес к гигантским вирусам связан с их возможным участием в эволюции жизни на Земле.
Существует гипотеза - арктические экосистемы могут быть носителями уникальных представителей группы гигантских вирусов. Вполне возможно, что низкие температуры Арктики способствуют сохранению древних форм жизни, которые существовали миллионы лет назад.
Представьте только, если удастся обнаружить и изучить эти вирусы - это поможет пролить свет на происхождение эукариот и процессы эволюции.
Ученые и студенты Арктического плавучего университета-2024 (АПУ-2024), который находится в экспедиции в Северном Ледовитом океане на научно-исследовательском судне “Профессор Молчанов”, впервые в мировой науке исследуют гигантские вирусы в экосистемах высокоширотной Арктики.
Уже проведен забор воды на океанологическом разрезе от мыса Флора острова Нортбрука до Русской Гавани Новой Земли.
В ходе исследований собраны образцы воды с разных горизонтов, а также донные отложения.
Ученые надеются, что среди проб удастся найти и гигантские вирусы.
Такие вот уникальные организмы, которые по не очень понятным причинам вполне успешно “скрывались” от всевидящего научного ока.
И вопрос животрепещущий где-то на задворках сознания упорно копошится: а есть ли со стороны гигантских вирусов опасности для человека? Как думаете?
Благодарю вас за 👍, который вы ставите публикациям. А комментарии под статьей помогают найти интересные темы.
Спасибо, что помогаете каналу развиваться.
Не забывайте подписаться на канал - наши читатели узнаю́т больше, когда вникают в Суть явлений