Вирусы не заслуживают плохой репутации: это невидимые невоспетые герои

Слово «вирус» вселяет ужас в сердца большинства людей. В воображении возникают образы гриппа, ВИЧ, жёлтой лихорадки или лихорадки Эбола. Конечно, мы боимся, ведь они приносят болезни, а иногда и болезненную смерть./epochtimes.ru/

Но 21 тип вирусов, которые сеют хаос в теле человека, представляют собой лишь незначительную часть из 100 миллионов вирусов на Земле. Большинство вирусов, на самом деле, играют жизненно важную роль в нашем существовании. Кажется, что никто не ценит этих хороших парней, которые поддерживают разнообразие и баланс экосистемы.

Огромное количество этих хороших вирусов поражает. Их концентрация в озёрной или речной воде составляет 100 млн на миллилитр — это более чем в четыре раза превышает население Австралии, втиснутое в ¼ чайной ложки воды.

Все мировые океаны содержат 10 в 30 степени вирусов. Если вы выстроите их все в линию, они растянутся на 10 миллионов световых лет, или на расстояние, в 100 раз превышающее размер нашей галактики. В совокупности они весят столько, сколько 75 млн голубых китов. Короче говоря, их очень много.

Что такое вирус?

Вирусы — не живые организмы. Это просто частички генетического материала (ДНК или РНК), покрытые белком, которые ведут себя как паразиты. Они прикрепляются к клетке-хозяину, вводят свой генетический материал и размножаются с помощью метаболических путей клетки-хозяина. Тогда новые вирусы вырываются из клетки, она лопается (лизирует), выпустив сотни вирусов.

Вирусы очень разборчивы в отношении того, кого они заражают. Каждый тип вируса может заразить только один вид клетки-хозяина. Вирусы, которые заражают бактерии, доминируют в нашем мире. Вирус, который заражает один вид бактерий, не заразит другой вид бактерий, и, безусловно, не может заразить вас. У каждого из нас есть собственный набор из пары десятков вирусных типов, которые вызывают у нас болезни и смерть.

Смертоносный танец

Водоросли и растения являются основными производителями продуктов, основой экосистем. Используя солнечный свет, они превращают грубые элементы, такие как диоксид углерода, азот и фосфор, в органические вещества. Растениями питаются травоядные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Энергия и питательные вещества передаются вверх по пищевой цепи до тех пор, пока животные не умирают. Но что гарантирует, что основные производители получат исходные элементы, необходимые для их роста?

Ответ зависит от отношений вирусов с бактериями.

Вирус не охотится за своей добычей. Он случайно встречается с клеткой-хозяином — это игра чисел. Когда хозяин, например, бактериальная клетка, быстро растёт, это увеличивает число. Чем больше видов бактерий, тем больше вероятность, что они вступят в контакт со своим заклятым врагом, вирусом-победителем. Это означает, что ни один вид бактерий не доминирует в экосистеме очень долго.

В пресной воде, например, наблюдаются очень высокие темпы роста бактерий. Можно подумать, это высокое бактериальное производство станет частью пищевой цепи и, в конечном итоге, кормом для рыб. Но это бывает редко.

Теперь мы понимаем, что бактерии действительно исчезают из этих экосистем. Куда же они деваются?

Ответ лежит во взаимодействии бактерий и вирусов. Когда вирус прорвёт бактериальную клетку, её «внутренности» извергнутся обратно в воду вместе со всеми новыми вирусами. Содержимое клетки становится пищей для соседних бактерий, тем самым стимулируя их рост. Эти бактерии увеличиваются в числе и при соприкосновении с вирусами тоже заражаются и лизируют.

Вирусы заставляют мир вертеться

Этот процесс вирусной инфекции, лизис и питательный выпуск происходит снова и снова. Бактерии, по сути, поедают друг друга с помощью связанных с ними вирусов. Очень быстро элементы, которые поддерживают пищевую сеть, попадают обратно в круговорот с помощью вирусов
.
Это взаимодействие обеспечивает поступление неорганических питательных веществ для водорослей и растений, от которых зависят экосистемы. Это сочетание высокого роста бактерий и вирусной инфекции поддерживает функционирование экосистем. Это объясняет, почему мы не видим бактерии в пищевых цепях. Бактериальная продукция вирусов передаётся выше по пищевой цепи, поэтому не становится кормом для рыб в пресноводных экосистемах.

Большая часть питательных веществ (растворённого органического углерода), которые приводят к очень высокому бактериальному росту в пресной воде, происходит из наземной среды. Действительно, пресноводные вирусно-бактериальные взаимодействия, как представляется, являются важным звеном в круговороте углерода между сушей и атмосферой.

Грунтовые вирусные исследования далеко отстают от исследований воды. Вирусная динамика в наземных экосистемах сложная, так как почва может связывать и инактивировать вирусы, чтобы ограничить их способность инфицировать другие организмы. Мы можем, опираясь на пресноводные процессы, завершить глобальный углеродный цикл.

В пресной воде вирусы повышают скорость бактериального разложения, благодаря чему органические вещества быстро и эффективно минерализуются в простые неорганические компоненты, такие как диоксид углерода, азот и фосфор.

Таким образом, вирусы являются важной частью неорганической переработки питательных веществ. Хотя они и кажутся незначительными, на самом деле вирусы играют глобальную роль в утилизации питательных веществ через пищевые сети. Мы только сейчас начинаем понимать степень их положительного влияния на наше выживание.

Одно можно сказать определённо: вирусы — наши маленькие невидимые герои!

Автор: Петер Поллард

Источник: The Conversation