Значение вирусов

Вирусы вездесущи, их можно найти повсюду, где есть жизнь. Можно даже сказать, что вирусы своеобразные «индикаторы жизни». Они наши постоянные спутники и со дня рождения сопровождают нас всегда и везде.

Вирусы - мельчайшие организмы, но их влияние на жизнь каждого человека и общества в целом имеет чрезвычайно огромное значение.

Так как вирусы не обладают собственным обменом веществ, вне клетки они существуют в виде "неживых" частиц. В этом случае можно сказать, что вирусы представляют собой инертные кристаллы. При попадании в клетку они вновь "оживают" и жизнь их возможна только за счёт жизни клетки, в которой они поселились. Размножение вирусов, сопряженное с разрушением клеток, ведет к возникновению различных заболеваний.

Вирусы вызывают такие заболевания человека как  корь, свинку, грипп, полиомиелит, бешенство, оспу, желтую лихорадку, трахому, энцефалит, некоторые онкологические (опухолевые) болезни, СПИД.

У животных вирусы вызывают ящур, чуму, бешенство; у насекомых - полиэдроз, гранулематоз; у растений - мозаику или иные изменения окраски листьев либо цветков, курчавость листьев, карликовость, что может привести к снижению урожая или гибели растения; наконец, у бактерий вирусы вызывают их распад.

Казалось бы, вирусы это абсолютное зло. Но в природе не всё так однозначно. В природе нет плохих и хороших организмов.

Николай Балацкий когда-то сказал: «Человек, как правило, делит животных и растения на полезных и вредных с точки зрения своей. И забывает, что если бы не было вредных, то не было бы и полезных, как, собственно, и человека - всё взаимосвязано». Справедливо это высказывание и по отношению к вирусам.

С самого начала вирусы считались только возбудителями болезней. Представление о вирусах как об исключительно болезнетворных агентах преобладает и сейчас. Однако это не совсем верно. Человек только приступил к изучению вирусов, и чем больше он узнаёт об этих загадочных существах, тем больше находит способов использования вирусов для своей пользы.

Бактериофаги - «пожиратели бактерий»  стали первой группой вирусов, «прирученных» человеком. Быстро и безжалостно расправлялись они со своими ближайшими соседями по микромиру. Палочки чумы, брюшного тифа, дизентерии, вибрионы холеры буквально «таяли» на глазах после встречи с этими вирусами, поэтому их широко стали применять для предупреждения и лечения многих инфекционных заболеваний.

Бактериофаги  как лекарство отступили на задний план после открытия антибиотиков. Сегодня их с успехом используют для распознавания бактерий. Дело в том, что бактериофаги умеют очень точно находить «свои бактерии» и быстро растворять их. Подобные свойства и легли в основу лечебной диагностики. Обычно это делается так: из организма больного выделяют бактерии, выращивают их на твердой питательной среде, после чего на полученную среду наносят различные бактериофаги, например, дизентерийные, брюшнотифозные, холерные и другие.

Через сутки чашки просматривают на свет и определяют, какой бактериофаг вызвал растворение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный, значит, пациент болен дизентерией, если брюшнотифозный – брюшным тифом. А зная причину болезни, уже гораздо проще проводить её лечение.

Неоднократно использовали люди для своих целей вирусы, поражающие животных и насекомых. Двадцать с лишним лет назад в Австралии остро встала проблема борьбы с дикими кроликами. Количество этих грызунов достигло угрожающих размеров. Они быстрее саранчи уничтожали посевы сельскохозяйственных культур и стали настоящим национальным бедствием. Обычные методы борьбы с ними оказались малоэффективными. И тогда ученые выпустили на борьбу с кроликами специальный вирус, способный уничтожить практически всех зараженных животных. Но как распространить это заболевание среди пугливых и осторожных кроликов? Помогли комары. Они сыграли роль «летающих игл», разнося вирус от кролика к кролику. При этом комары оставались совершенно здоровыми. А численность кроликов резко сократилась.

Можно привести и другие примеры успешного использования вирусов для уничтожения вредителей. Все знают, какой ущерб наносят гусеницы и жуки-пилильщики. Первые поедают листья полезных растений, вторые поражают деревья в садах и лесах. С ними сражаются так называемые вирусы полиэдроза и гранулеза, которые на небольших участках распыляют пульверизаторами, а для обработки больших площадей используют самолеты. Так поступали в США (в Калифорнии) при борьбе с гусеницами, которые поражают поля люцерны, и в Канаде при уничтожении соснового пилильщика.

К сожалению, этот же принцип использовал человек при разработке биологического оружия. Впервые вирусы как оружие использовали ещё монголо-татары. Они перебрасывали катапультами через стены осаждённых городов трупы людей, погибших от сибирской язвы, или ещё какого-нибудь вирусного заболевания, и ждали, пока в крепости не начнётся мор.

И только в 1975 году вступила в силу «Конвенция о запрещении разработки, производства и накопления запасов бактериологического (биологического) и токсинного оружия и об их уничтожении», одобренная  Генеральной Ассамблеей ООН.

Что же касается вирусных эпидемий возникающих в мире и без применения биологического оружия, то это тоже вопрос неоднозначный. Наверняка вам известно выражение «Что нас не убивает, то делает нас сильнее». Эту фразу смело можно отнести к вирусным болезням. Взаимоотношения вируса с организмом контролируются иммунной системой, поэтому вирусное заболевание можно считать болезнью адаптации, в которой определяющее значение имеет не сам вирус, а сила иммунитета хозяина. Однажды переболев вирусным заболеванием, человек вырабатывает к нему иммунитет. Многие учёные считают, что иммунную систему сформировали «прирученные» животными вирусы.

Но давайте отойдём от болезней и поговорим о прекрасном. У тюльпанов существует сорт, характеризующийся белыми полосками на лепестках и светлой крапчатостью на листьях. Эти изменения считались сортовыми признаками. Исследования Кэйхет и затем Мак Кэннея показали, что они вызваны размножением особого вируса, которым можно заразить растение искусственно. То же оказалось с некоторыми другими сортовыми признаками растений, в частности с нитевидностью или курчавостью листьев и лепестков. Это открытие позволило селекционерам дополнить перечень сортов многих цветов новыми прекрасными растениями. 

Ещё один интересный факт из жизни вирусов. В Йелоустонском национальном парке в США есть горячие источники и в некоторых местах почва раскалена до 50-60 градусов. И на этой почве растет трава. Как она выдерживает такую высокую температуру? Нормальное растение не может расти на такой раскаленной почве. Было установлено, что в этой траве имеется симбиотический гриб, который живет внутри клеток травы. Если удалить гриб, то растение выжить при такой температуре не может, но и гриб тоже не может! Дальнейшее исследование показало, что есть третий участник – гриб обязательно должен быть заражен определенным вирусом. Если убрать вирус, что удалось сделать в эксперименте, то гриб вместе с растением теряют эту термоустойчивость и на раскаленной почве расти не могут. То есть, можно сказать, главное в природе это не всеобщая борьба и взаимное уничтожение, а синтез, взаимопомощь и сотрудничество. Главное – научиться сосуществовать совместно и тогда не будет ничего невозможного в этом мире.

Каких еще полезных дел можно ожидать в будущем от вирусов? Давайте перенесемся в область предположений.

Прежде всего, стоит напомнить о генной инженерии. Удивительно, но по последним данным, 40-45% всего генома человека – это всевозможные мобильные и повторяющиеся элементы, обладающие способностью перемещаться по геному, то есть, грубо говоря, это бывшие вирусы. То есть мы можем сказать, что молекула ДНК фактически собиралась из «строительных блоков» - вирусов. Следовательно, вирусы могут оказать ученым неоценимую помощь, захватывая нужные гены в одних клетках и перенося их в другие. Осталось только научиться заставлять их это делать.

Существует еще одна возможность использования вирусов. Учеными открыт вибрион, который способен избирательно разрушать некоторые опухоли мышей. Получены также вирусы, убивающие опухолевые клетки человека. Если удастся лишить эти вирусы болезнетворных свойств и сохранить при этом их свойство избирательно разрушать злокачественные опухоли, то в будущем, возможно, будет получено мощное средство для борьбы с этими тяжелыми заболеваниями. Поиски таких вирусов ведутся, и сейчас эта работа уже не кажется фантастической и безнадежной.

А как обойтись без вирусов самой молодой и прогрессивной отрасли науки – нанотехнологии. Ведь именно вирусы являются нано представителями животного мира. Нанотрубки и нанопроволочки, предлагаемые в качестве элементов наноэлектронных приборов и устройств, несмотря на все усилия, имеют отличия по форме и размеру. Недавно был предложен новый подход к решению этой проблемы. Он заключается в использовании биологических объектов, имеющих заложенные природой строго определенные размеры и форму. К успеху привели вирусы, прекрасно работающие в качестве наноматриц для производства органических и неорганических нано материалов или устройств.

Все, о чем здесь было сказано, подтверждает старую народную мудрость: нет худа без добра.

Вирусы – это  не вредный, чужеродный для живой природы элемент, а необходимая составная часть, без которой, наверное, были бы невозможны существование и эволюция биосферы.