Вирусы появились на Земле гораздо раньше человека и останутся на нашей планете даже если человечество исчезнет. Они незримы, их нельзя услышать или почувствовать, но это не значит, что их нет. Вирусы живут и внутри, и снаружи нас. Об их существовании мы узнаём (если исследовать вирусы не наша работа) только когда заболеваем. И вот тут оказывается, что эта мелочь, которую даже нельзя увидеть в обычный микроскоп, может быть очень опасной. Вирусы вызывают огромный спектр заболеваний от гриппа и аденовирусной инфекции до СПИДа, гепатита и геморрагической лихорадки. И если представители других разделов биологии в повседневной работе просто изучают своих «подопечных», то вирусологи и микробиологи находятся на переднем крае борьбы за человеческие жизни. Что же такое вирусы и почему они так опасны?
1. По одной из гипотез, клеточная жизнь на Земле зародилась после того, как вирус прижился в бактерии, образовав клеточное ядро. Во всяком случае, вирусы — очень древние создания.
2. Вирусы очень легко спутать с бактериями. В принципе, на бытовом уровне особой разницы и нет. И с теми, и с другими мы сталкиваемся, когда болеем. Ни вирусы, ни бактерии не видны невооружённым глазом. Но с точки зрения науки, различия между вирусами и бактериями весьма велики. Бактерия — самостоятельный организм, хоть и состоящий чаще всего из одной клетки. Вирус же даже до клетки не дотягивает — это просто набор молекул в оболочке. Бактерии причиняют вред побочно, в процессе существования, а для вирусов пожирание заражённого организма — единственный способ жизни и размножения.
3. Учёные до сих пор спорят, можно ли считать вирусы полноценными живыми организмами. До попадания в живые клетки они столь же мертвы, как камни. С другой стороны, у них есть наследственность. Характерны названия научно-популярных книг о вирусах: «Размышления и споры о вирусах» или «Вирус — друг или враг?»
4. Вирусы были открыты примерно так же, как планета Плутон: на кончике пера. Русский учёный Дмитрий Ивановский, исследуя заболевания табака, пытался отфильтровать патогенные бактерии, но это ему не удалось. При микроскопическом исследовании учёный увидел кристаллы, которые болезнетворными бактериями явно не являлись (это были скопления вирусов, позже их назвали в честь Ивановского). Болезнетворные агенты погибали при нагревании. Ивановский пришёл к логичному выводу: болезнь вызывает живой организм, невидимый в обычный световой микроскоп. А кристаллы сумели выделить лишь в 1935 году. Американец Уэнделл Стэнли в 1946 году получил за них Нобелевскую премию.
5. Коллеге Стэнли американцу Фрэнсису Роусу Нобелевскую премию пришлось ждать ещё дольше. Вирусную природу рака Роус открыл в 1911 году, а премию получил только в 1966, да и то вместе с не имевшим никакого отношения к его работам Чарльзом Хаггинсом.
6. Слово «вирус» (латинское «яд») ввели в научное обращение ещё в 18-м веке. Уже тогда учёные интуитивно догадывались, что существуют мельчайшие организмы, действие которых сравнимо с действием ядов. Голландец Мартин Бийеринк, проводя опыты, схожие с опытами Ивановского, назвал невидимые болезнетворные агенты «вирусами».
7. Впервые увидели вирусы лишь после появления электронных микроскопов в середине 20-го века. Начался расцвет вирусологии. Вирусы открывали тысячами. Была описана структура вируса и принцип его размножения. На сегодняшний день открыто более 6 000 вирусов. Скорее всего, это очень малая их часть — усилия учёных концентрируются на болезнетворных вирусах человека и домашних животных, а вирусы существуют везде.
8. Любой вирус состоит из двух или трёх частей: молекул РНК или ДНК, и одной или двух оболочек.
9. Микробиологи делят вирусы по форме на четыре вида, однако деление это чисто внешнее — оно позволяет классифицировать вирусы как спиральные, продолговатые и т. п. Также вирусы длят на содержащие РНК (подавляющее большинство) и ДНК. Всего выделяют семь типов вирусов.
10. Примерно 40% человеческой ДНК могут составлять остатки вирусов, прижившихся в человеке за многие поколения. В клетках человеческого тела также есть образования, функции которых установить не удаётся. Они также могут быть прижившимися вирусами.
11. Живут и размножаются вирусы исключительно в живых клетках. Попытки завести их, как бактерии, в питательных бульонах потерпели крах. Да и в отношении живых клеток вирусы весьма переборчивы — даже в пределах одного организма они могут жить строго в определённых клетках.
12. Вирусы попадают в клетку либо разрушая её стенку, либо впрыскивая РНК сквозь мембрану, либо давая клетке поглотить себя. Затем запускается процесс копирования РНК и вирус начинает размножение. Часть вирусов, и в том числе ВИЧ, выбирается из заражённой клетки, не повреждая её.
13. Почти все тяжёлые вирусные заболевания человека передаются воздушно-капельным путём. Исключение составляют ВИЧ, гепатиты и герпесы.
14. Вирусы могут быть и полезными. Когда в Австралии кролики стали национальным бедствием, угрожающим всему сельскому хозяйству, именно специальный вирус помог справиться с ушастым нашествием. Вирус занесли в места скопления комаров — для них он оказался безвреден, а те заразили вирусом кроликов.
15. На американском континенте с помощью специально выведенных вирусов успешно борются с вредителями растений. Безвредные для человека, растений и животных вирусы распыляют как вручную, так и с самолётов.
16. Название популярного антивирусного препарата Интерферон произошло от слова «интерференция». Так назвали взаимное влияние вирусов, находящихся в одной клетке. Оказалось, что два вируса в одной клетке — это не всегда плохо. Вирусы могут подавлять друг друга. А интерферон — это белок, способный отличать «плохой» вирус от безвредного и действовать только на него.
17. Ещё в 2002 году был получен первый искусственный вирус. Кроме того, более 2 000 природных вирусов полностью расшифрованы и учёные могут воссоздать их в лабораторных условиях. Это открывает широкие возможности как для получения новых лекарственных препаратов и разработки новых методов лечения, так и для создания очень эффективного биологического оружия. Вспышка банальной и, как объявлялось, давно побеждённой оспы в современном мире способна убить миллионы людей из-за отсутствия иммунитета.
18. Если оценить смертность от вирусных заболеваний в исторической перспективе, средневековое определение вирусных заболеваний как бича Божьего становится понятным. Оспа, чума и тиф регулярно уполовинивали население Европы, уничтожая целые города. Американских индейцев истребили не отряды регулярной армии и не бравые ковбои с кольтами в руках. Две трети индейцев умерли от оспы, которой привитые цивилизованные европейцы заражали продаваемые краснокожим товары. В начале 20-го века от гриппа умерли от 3 до 5% жителей планеты. Эпидемия СПИДа разворачивается, несмотря на все усилия медиков, на наших глазах.
19. На сегодняшний день самую большую опасность представляют филовирусы. Эта группа вирусов обнаружена в странах экваториальной и южной Африки после ряда вспышек геморрагических лихорадок — заболеваний, в ходе которых у человека быстро наступает обезвоживание или кровотечения. Первые вспышки были зафиксированы в 1970-х годах. Средняя летальность при геморрагических лихорадках составляет 50%.
20. Вирусы — благодатная тема для писателей и кинематографистов. Сюжет о том, как вспышка неизвестного вирусного заболевания уничтожает массу людей, обыгрывали Стивен Кинг и Майкл Крайтон, Кир Булычёв и Джек Лондон, Дэн Браун и Ричард Мэтисон. Счёт фильмам и сериалам на ту же тему идёт на десятки.