Белгілі бір микробтарға азық болумен қатар, вирустар осы уақытқа дейін аз зерттелген өзге де пайдалы функцияларды атқарады.
Фото: МАРЕК МИС / SCIENCE SOURCE
Әдетте вирустарды өте қауіпті нәрсе деп ойлаймыз, алайда бізге белгілі миллиондаған вирустың аз ғана пайызы патогендер. Шындығында, біздің айналамыздың бәрі вирусқа толы, олар тәнімізде және қоршаған ортада пайдалы әрі күрделі қызмет атқарады.
Енді жаңа зерттеулер олардың белгілі бір микробтарға қорек ретінде де қызмет ете алатынын көрсетіп отыр.
Proceedings of the National Academy of Sciences журналында жарияланған зерттеуде зерттеушілер Halteria тұқымдас кішкентай бір жасушалы микроп вирустың белгілі бір түрін ғана қорек қылу арқылы тіршілік етіп, өсе алатынын айтады. Ғалымдардың бағалауынша, осы жеке микробтардың әрқайсысы күніне миллионға дейін вирусты сіңіре алады, ал олардың табиғи ортасы саналатын Солтүстік Америкадағы шағын тоғанда олар жүздеген триллионын жеуі мүмкін.
Ғалымдар кейбір микробтардың кейде вирустарды жейтінін білді, бірақ бұл қоректену және басқа да факторлар тұрғысынан маңызды емес деп есептелді, дейді зерттеудің жетекші авторы және Линкольндегі Небраска университетінің эволюциялық экологі Джон Делонг. Вирустар – көбею үшін жасуша-есін қажет ететін ДНҚ немесе РНҚ пакеттері, бұлар және барлық тірі түрге жұғады деп есептеледі.
«Мұның себебі вирустарды жеу калория тұрғысынан үлкен мәнге ие емес (деп есептелді), өйткені олар өте кішкентай, – дейді Делонг. – Бірақ біз табиғатта бұл жағдай өте үлкен ауқымда болып жатады деп ойлаймыз».
Егер микробтар вирустармен қоректенсе, бұл қоректік заттар мен көміртегі сияқты элементтердің экожүйе арқылы қалай қозғалатыны туралы түсінігімізді айтарлықтай өзгертеді, дейді ол.
Егер бұл ғалымдардың пайымдағанындай үлкен көлемде болып жатса, онда бұл заттар азық-түлік тізбегімен бұрын ойлағаннан әлдеқайда тиімді ілгерілей алады.
Вирустар азық ретінде
Делонг және оның әріптестері парамеция сияқты микробтардың жасушаларында болатын симбиотикалық балдырларға әсер ететін хлоровирустарды зерттейді. Хлоровирустар көптеген тұщы су орталарында, шамамен әр миллилитр суда бірнеше миллионға дейін өсуі ықтимал. Бұл вирустар балдырларға олардың иесіне басқа вирустар жұғып, бүлдірген кезде қол жеткізеді. (Толығырақ: ғаламда жұлдыздарға қарағанда вирустар көп. Неліктен олардың кейбірі ғана жұқпалы?)
Хлоровирустың көп мөлшерде болуы Делонгты ойлантып қойды: бұл вирустардың көптігі оны қорек қылатын нәрсенің бар болуын білдіре ме?
Мұны зертханада тексеру үшін Делонг пен әріптестері оның Небраскадағы зертханасының жанындағы шағын тоғаннан алынған су тамшыларына тазартылған хлоровирусты қосты. Ол вирустарды енгізілуіне жауап беретін «еріктілердің» бар-жоғын анықтағысы келді және ондай «еріктілер» де табылды.
Ең ынталылардың бірі Halteria планктондық микроб болды.
Содан кейін ол көптеген кірпікшелері бар Петри табақшасына вирустарды қосты және олар тез өсіп, көбейіп, тек вируспен өмір сүрді. Зерттеушілер Halteria вирустық бөлшектерінің көрінісін қамтамасыз ету үшін вирустарға бояу қосты.
«Бұл мен үшін өте жылдам іске асты, – дейді Делонг. – Жасушалар 5-10 минуттан кейін-ақ жарқырай бастады».
Делонг басқа кірпікшелер мен флагелла сияқты вирустарды сіңіре алатын өзге де көптеген микроб бар деп күдіктенеді. Бірақ бұл вирусты жеудің немесе вироворидің табиғи ортада қаншалықты жиі болатыны белгісіз, өйткені мұндай микроскопиялық өзара әрекеттесулерді табиғатта байқау қиын.
Маноадағы Гауайи университетінде теңіз вирустарын зерттеуші Кайл Эдвардс: «Вирустардың қоректік тағам екендігі туралы мысалдың болуы өте жақс», – дейді. Ол бұл зерттеуге қатыспаған еді.
«Біраз уақыттан бері бір жасушалы организмдер кейде вирустарды тұтынуы мүмкін екенін көрсететін зерттеулер жүргізілуде, бірақ олардың өсу субстраты болуы мүмкін екенін көрсететін бірде-бір зерттеуді көрмедім».
Пайдалы басқыншылар
Вирустар басқа микробтарға қорек болудан бөлек, осы уақытқа дейін аз зерттелген бірнеше экологиялық қызмет атқарады.
Әр түрдің жұқтыруы мүмкін өз вирустары бар. Олар популяция ішінде кең тарала отырып, сол түрдің санын азайтады – әсіресе микробтар арасында. Эдвардстың айтуынша, бұл динамика организмдердің өсу циклдарына әкеледі және теңіз флорасы мен фаунасына зиян тигізуі мүмкін балдырлардың гүлдеуі сияқты құбылыстардың өсуін шектеуге көмектеседі.
Сонымен қатар, вирустар иелеріне жаңа генетикалық материалды енгізу арқылы эволюцияға жағдай жасайды. Жалпы адам геномының 8 пайызы, мысалы, ықылым замандар (эон) бұрын бұрын ата-бабаларымыз жұқтырған адамның эндогендік ретровирустары деп аталатын вирустардың ежелгі қалдықтарынан тұрады. (Көбірек біліңіз: вирустар біздің әлемді қалай қалыптастырады?).
Осы вирустық қалдықтардың ішіндегі ең танымалы синцитин деп аталады. Ол көптеген сүтқоректіге, соның ішінде адамдарға жүкті болу үшін қажет ақуыздарды кодтайды. Ежелгі вирустардан алынған басқа гендер қатерлі ісіктің алдын алуға, эмбрионның дамуына ықпал етеді және бір қызығы, инфекциялармен күреседі.
Азық-түлік тізбегінің алмасуы?
Жаңа зерттеу көміртегі, азот және басқа қоректік заттардың қоршаған орта арқылы қалай қозғалатыны туралы түсінігімізді де өзгерте алады.
Вирустар микробтарға жұғады, содан кейін ішкі ағзаларын бактериялар жейтін ортаға шығарады деп саналады. Бұл көптеген қоректік зат пен ресурсты азық-түлік тізбегінің ең түбінде сақтайды.
Ал егер де микробтардың жеткілікті мөлшері вирус жейтін болса, онда бұл вирустық шунт деп аталатын жол ойлағандай маңызды болмауы мүмкін, дейді Делонг.
«Бұның табиғатта қаншалықты жиі болатынын білмейміз, бірақ егер солай болса, энергия мен қоректік заттардың төменнен жоғары қарай қозғалатын басқа жолы бар… Бұл көміртегі айналымы мен оны өңдеуде үлкен рөл атқаруы мүмкін», – дейді ол.
Оның айтуынша, бұл біздің көміртегі айналымы туралы түсінігімізді айтарлықтай өзгертеді және тоғандар мен бұлақтардың экологиясын, климаттық жүйенің кейбір қыр-сырын түсінуімізге ықпал етеді.
Авторы: Дуглас Мейн
Ағылшын тілінен аударған Әлия Құлахметова