A vírus szó a legtöbb ember szívében borzalmat kelt. Ez az influenza, HIV, sárgaláz és az Ebola képének eredménye. Természetesen aggódunk ezen vírusok miatt – betegségeket hoznak ránk, és néha kínzóan gyötrelmes halált.
De a 21 vírus típus, amely nagy pusztítást végez az emberi szervezetben csak jelentéktelen részét képezi a földön található 100 millió vírus típusnak. A legtöbb vírus valójában életfontosságú a létezésünkhöz. Nem úgy tűnik, hogy bárki is kiállna azon jófiúk mellett, akik az ökoszisztémát változatossá és kiegyensúlyozottá teszik (bár én gyakran megteszem a TEDx előadásokon Noosában).
Ezen jó vírusok puszta száma elképesztő. Egy termékeny tóban vagy folyóban a koncentrációjuk gyakran 100 millió vírus milliliterenként – ez több mint Ausztrália lakosságának négyszerese bepréselve negyed teáskanálnyi vízbe.
Az óceánok globálisan 1030 vírust tartalmaznak. Ha felsorakoztatnánk őket, akkor 10 millió fényévnyire nyúlnának, vagy 100-szor akkora távolságra, mint a galaxisunk. Együttesen annyit nyomnak, mint 75 millió kék bálna.
Röviden, sokan vannak.
Mik a vírusok?
A vírusok nem élő organizmusok. Ők csupán egyszerű genetikai anyagdarabok (DNS vagy RNS) – fehérjével fedve -, amelyek parazitaként viselkednek. Hozzákapcsolódnak a célsejtjeikhez (a gazdához), beléjük injektálják genetikai anyagukat, és a gazdasejt metabolikus útvonalait felhasználva replikálódnak, ahogy az alábbi képen látható. Aztán az új vírusok kitörnek a sejtből – a sejt kidurran (lizál), kieresztve vírusok százait.
A virális ciklus – Peter Pollard
A vírusok nagyon válogatósak abból a szempontból, kit fertőznek meg. Minden virális típus úgy fejlődött ki, hogy csak egy gazdafajt fertőz meg. A baktériumokat fertőző vírusok uralják a világunkat. Egy adott baktériumfajt megfertőző vírus nem fertőz meg más bakteriális fajt, és határozottan nem fertőz meg téged. Megvan a saját tucatnyi vírustípusunk, amely betegséget és halált okoz nekünk.
Halálos tánc
Az algák és növények elsődleges termelők, a világ ökoszisztémájának alapjai. Napfényt használva az olyan nyers elemeket, mint a szén-dioxidot, nitrogént és foszfort, szerves anyaggá alakítják. Cserében megeszik őket a növényevők, amelyeket cserébe megesznek más állatok, és így tovább. Az energia és a táplálék végighalad a táplálékláncon, amíg az állatok meg nem halnak. De mi biztosítja az elsődleges termelők számára a nyersanyagot, amely a kezdethez kell?
A válasz a vírusok baktériumokhoz fűződő kapcsolatában rejlik.
A vírus nem megy prédára vadászni. Ez a gazdával való véletlen találkozáson múlik – ez a számok játéka. Amikor a gazda, akár egy baktériumsejt, gyorsan nő, a száma növekszik. Minél több baktériumfaj van, annál inkább kontaktusba léphet a virális nemezisével – „megölve a nyertest”. Ez azt jelenti, hogy egyetlen szimpla bakteriális faj sem dominálhatja sokáig az ökoszisztémát.
Az édesvízben például nagyon magas szintű bakteriális növekedés tapasztalható. Azt hinnéd, hogy a nagy bakteriális termékenység része a táplálékláncnak, és haleledelként végzi. De ez ritka eset.
Úgy tapasztaljuk, hogy ezek a baktériumok valójában eltűnnek az ökoszisztémából. De hova is mennek?
A válasz a baktériumok és vírusok kapcsolatában rejlik. Amikor egy vírus behatol egy bakteriális sejtbe, a „zsigerei” visszakerülnek a vízbe az új vírusokkal egyetemben. A sejttartalom aztán a szomszédos baktériumok táplálékává válik, ezzel stimulálva növekedésüket. Ezen baktériumok száma növekszik, és kontaktusba lépnek a virális nemeziseikkel, ezzel ők is fertőzötté válnak és lizálnak.
A vírusok mozgatják a világot
A virális infekció, lízis és a tápanyag-kibocsátás folyamata újra és újra megismétlődik. Valójában a baktériumok kannibalizálják egymást a közreműködő vírusok segítségével. Az elemek, amelyek támogatják az élelemhálózatot, a vírusok segítségével nagyon gyorsan visszakerülnek a körforgásba, ahogy az alábbi grafikán is látható.
A táplálékok körforgása – Peter Pollard
Ez a találkozás biztosítja, hogy a szerves táplálékok készen álljanak az algák és növények rendelkezésére, amelyektől az ökoszisztéma függ. A nagy bakteriális növekedés és a virális infekció kombinációja működteti az ökoszisztémát. Ez megmagyarázza, hogy miért nem látunk baktériumokat a táplálékhálózatokban. A vírusok rövidre zárják a bakteriális termelést feljebb lépve a táplálékláncban, így nem válnak haleledellé az édesvízi ökoszisztémákban.
A táplálék (oldott szerves szén) nagy része, amely az édesvizekben a nagyon magas szintű bakteriális növekedést hajtja, a szárazföldi környezetből származik. Valójában az édesvízi bakteriális/virális kölcsönhatás úgy néz ki kritikus kapocs a szárazföld és az atmoszféra közötti szénciklusban.
A talaj virális ökológiai tanulmányai a vízi kutatások mögött kullognak. A virális dinamika a szárazföldi ökoszisztémákban komplikált, mivel a talaj kötni és inaktiválni tudja a vírusokat, ezzel korlátozva a képességüket, hogy megfertőzzenek más szervezeteket. Bíznunk kell az édesvízi folyamatokban, hogy kiteljesedjen a globális szénciklus, ahogy a fenti rajzon is látható.
Az édesvízben a vírusok felerősítik a bakteriális bomlás mértékét, amelyből a komplex szerves anyag gyorsan és hatékonyan átváltozik olyan egyszerű szervetlen anyagokká, mint a szén-dioxid, nitrogén és a foszfor.
Ezért a vírusok kritikus részei a szerves táplálék újrafelhasználásának. Tehát, amíg kicsinek és jelentéktelennek tűnnek, a vírusok valójában esszenciális globális szerepet játszanak a táplálékkörforgásban a táplálékházatokon keresztül. Még csak most kezdjük méltányolni a túlélésünkben játszott pozitív hatásukat.
Egy biztos, a vírusok a legkisebb, elfeledett hőseink.
Peter Pollard, a Griffith Egyetem professzora
forrás: The Conversation