HG Wellsin maailmansodassa taistelija, jota kumpikaan osapuoli ei ottanut huomioon - tavallinen kylmä - voitti marsilaiset hyökkääjät.
Voisiko jotain vastaavaa tapahtua Marsille laskeutuville astronauteille? Entä jos ensimmäinen muukalaisen elämän muoto, jonka ihmiset kohtaavat, ovat viruksia? Nämä ovat Dale Griffinin astrobiologiassa esittämät kysymykset.
Biologit eivät ajattele viruksia elävinä. Ne ovat pienempiä kuin bakteerit (vertaa: 20-300 nm ja 500-1500 nm) eivätkä pysty lisääntymään itsestään: Tätä varten heidän on tunkeuduttava soluun ja käytettävä sen geneettisiä työkaluja. Siitä huolimatta virukset hallitsevat maailmaa. Hypokondriot todennäköisesti kauhistuvat siitä, että maapallolla on tällä hetkellä 10 miljoonaa biljoonaa biljoonaa virusta ja joka kymmenes asuu meressä. Koska niiden replikaatio on täysin riippuvainen solujen elämästä, ei ole yllättävää, että missä tahansa soluja on, löydät viruksia.
Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen mikrobiologi herra Griffin uskoo, että samanlainen tilanne kohtaa meitä muillakin asuttuilla planeetoilla:”Luulen, että toisen planeetan soluelämän kehitys etenee samalla tavalla kuin maan päällä. Ja solujen vieressä on viruksia - hämmästyttävän paljon."
Hän toteaa, että astrobiologit eivät ole vielä kovin ystävällisiä tämän ajatuksen kanssa. Tämä johtuu osittain siitä, että asiantuntijat ovat viime aikoina olleet tekemisissä vain ihmisten ja eläinten sairauksia aiheuttavien virusten kanssa. Tämä on ymmärrettävää, koska virusten tutkiminen ei ole helppoa.
"Vasta äskettäin mikrobiologeilla on molekyylityökalut virusten runsauden ja monimuotoisuuden mittaamiseen maapallolla", sanoo Griffin. Ongelmana on myös se, että maanpäälliset virukset ovat useimmissa tapauksissa muuttuneet isäntänsä symbionteiksi - minkä vuoksi esimerkiksi ihminen ei voi saada kylmää koirasta ja päinvastoin. Siksi virusten yksityiskohtaista tutkimusta varten on välttämätöntä kasvattaa isäntäsolu laboratoriossa (yleensä bakteerilla on tämä rooli), mutta monien virusten isäntä (t) on edelleen tuntematon (tuntematon). Tämän seurauksena virusten tutkimus maapallolla on hidasta. Tämän tunnistaa myös Chris Impey Arizonan yliopistosta (USA), joka on kirjoittanut useita astrobiologisia kirjoja: "Koska useimpia bakteerityyppejä on vaikea kasvattaa,meillä ei vieläkään ole aavistustakaan bakteerien ja virusten välisestä symbioottisesta suhteesta."
Mutta ajat muuttuvat, ja herra Griffin uskoo, että on aika ajatella maan ulkopuolisia viruksia. Biologi Kenneth Stedman Portlandin yliopistosta (USA) on valmis tukemaan kollegaansa. "Virukset, ja tämä on tietenkin, vaikuttavat suuresti elämään maan päällä", hän korostaa. - Kysymys on edelleen siitä, kuinka tärkeitä virukset ovat elämälle, mutta elämä maan päällä olisi ehdottomasti erilainen ilman niitä. Olisin yllättynyt, jos he löytävät elämän ilman viruksia, se on erittäin mielenkiintoinen käännös."
Herra Griffinin mukaan kysymys ei ole siitä, esiintyykö viruksia siellä missä elämä on (tietysti löydämme elämän kauan ennen mukana olevia viruksia). Voimme löytää viruksia planeetan elämän kehittymisen alkuvaiheessa ja viimeisessä vaiheessa.
Mainosvideo:
Ei tiedetä, milloin virukset ilmestyivät maapallolle, mutta on varmaa lyödä vetoa siitä, että ne ovat peräisin muinaisista ajoista. Ehkä juuri he työnsivät evoluutiota solujen luomiseksi. Hyökkäämällä soluun virus purkaa oman geneettisen materiaalin, jota se yrittää kiinnittää solun genomiin. Jos replikaatio onnistuu, kiitollinen virus, joka syttyy, sieppaa jonkin verran geneettistä tietoa ja siirtää sen solusta soluun, organismista organismiin. Geeninvaihto ajaa evoluutiota.
Virukset ovat tietysti haitallisia, mutta eivät vain. Esimerkiksi, jos ultraviolettisäteily vaurioittaa solua, virus, jolla on UV-resistenssigeenejä, voi siirtää ne solulle ja se yrittää parantaa haavat. Päinvastoin, vahingoittuneet virukset voivat palauttaa replikointikyvyn, jos solu on saanut useita viruksia, jotka kykenevät siten vaihtamaan geneettistä tietoa ja tuottamaan siten täydellisen viruksen genomin.
Tämän seurauksena virukset ovat erittäin kestäviä. "He ovat sinnikkäitä, sopeutuvat hyvin uusiin olosuhteisiin ja pystyvät pysymään lepotilassa pitkään parempiin aikoihin", Impi kertoo. Vaikka virukset ovat inerttejä isäntäsolun ulkopuolella, ne voivat selviytyä äärimmäisissä olosuhteissa, ja tästä on monia esimerkkejä. Oletetaan, että viruksia löydettiin kuumista lähteistä Yellowstonen kansallispuistossa Yhdysvalloissa 93 ° C: ssa. Samaan aikaan he selviävät hyvin suolaisessa merivedessä -12 ° C: ssa, ja influenssavirusta varastoidaan laboratorioissa -70 ° C: ssa, eikä hän valittaa. Solun puuttuessa vesi ei ole välttämätöntä: virukset pysyvät yksinkertaisesti passiivisina, ja jos niitä ei tuhota esimerkiksi säteily, ne odottavat rauhallisesti soluunsa.
Kuvittele planeetta, jolta elämä on kadonnut kauan. Emme mene kauas, ottakaamme Mars. Vaikka ei ole vielä osoitettu, että elämää olisi ollut siellä tuona hypoteettisena aikana, jolloin naapurimme oli lämmin ja kostea, jatkamme olettamuksesta, että primitiivisillä mikro-organismeilla oli aikaa esiintyä ja että niihin liittyi viruksia. Maan päällä useimmat virukset ovat isäntäkohtaisia, ja herra Griffin väittää, että sama on muillakin planeetoilla. Mutta sitten Marsin elämä kuoli sukupuuttoon (tai melkein sukupuuttoon), ja viruksilla oli vakava ongelma. Jos ne pysyvät yhtä tarkkoina, ne katoavat isäntänsä kanssa. Jos he voivat hankkia kyvyn tunkeutua ensimmäiseen kohtaamaansa soluun ja vaihtaa geneettistä tietoa sen kanssa, he selviävät.
Siksi on täysin mahdollista, että Marsilla (jos siellä on jotain muuta jäljellä) odottavat meitä sellaiset yleismaailmalliset sotilaat, jotka ovat vakava biologinen vaara. Luultavasti lähettämällä laitteita sinne etsimään elämää sinun on opetettava se myös havaitsemaan virukset.
Herra Griffinillä on pari ideota miten tämä tehdään. On olemassa mikroelektromekaanisiin järjestelmiin perustuvia rikastimia, joita käytetään kromatografiassa ja spektroskopiassa. Niitä auttavat mikroskooppiset erottimet, nukleiinihapposekvensserit ja mikroskoopit. Ota maaperänäyte ja etsi viruksia näyttäviä muodostelmia. Samalla löydämme soluja, tulkitsemme DNA: n ja RNA: n osia (tai mitä heillä on) ja ymmärrämme kuinka samankaltaisia ne ovat maan vastaaviin.
Aurinkokunnassa on ainakin yksi muu paikka, jossa viruksista tulee samoja; sinun tarvitsee vain odottaa. Noin parin miljardin vuoden kuluttua auringon kirkkaus kasvaa, maa lämpenee, kasvit kuivuvat ja kuolevat, valtameret kiehuvat, elämä katoaa. Virukset yksin eivät mene mihinkään. Solumateriaalin puutteessa he oppivat rakastamaan lähimmäistään ja vaihtavat geenejä kenenkään kanssa. Altruismi - tämä on huomautus, jolla elämän laulu päättyy, kun aurinko muuttuu niin kuumaksi, että edes virukset eivät kestä sitä. Virusten ja solujen yhtenäisyys - tässä evoluutio alkaa ja päättyy, vaikka miljardien vuosien kauhea kilpailu kulkee näiden vaiheiden välillä.
"Virustutkimuksella on mahdollisuus mullistaa astrobiologia", kollega Impi sanoo. "Griffinin työ voisi olla hyvä lähtökohta."