определить, что есть жизнь. Вирусы несут наследственную информацию, они видоизменяются, эволюционируют и подвергаются действию естественного отбора. В этом смысле они ничем не отличаются от живых организмов. С другой стороны, живые существа потребляют из окружающей среды энергию и различные вещества, пьют, едят, дышат, перерабатывают все это и выбрасывают отходы назад в окружающую среду. Никакого подобного метаболизма у вирусов нет и в помине, в своем нативном виде, вне клетки хозяина, они ничем не отличаются от обычных химических веществ – мертвой материи. В общем, ядовитая жидкость, как писал Бейеринк.
Многие ставят во главу угла неспособность вирусов к самостоятельному размножению. Но ведь размножаются! В природе достаточно паразитов, которые могут размножаться только в организме хозяина, а, например, бактерии хламидии, не к ночи будут помянуты, проникают при этом именно в клетки человека, совсем как вирусы. Никто при этом не отрицает, что хламидии – живые организмы. Такими же паразитами являются мужчины, относящие себя к особому, высшему, биологическому виду, ведь они тоже не способны к самостоятельному размножению и вынуждены использовать для этого организм женщины, существа другой биологической природы [31] . Это, конечно, шутка, но она показывает, до какого абсурда можно довести любую дискуссию. По существу, спор о вирусах – бесконечный спор о терминах, и определения типа “вирусы – организмы, стоящие на пороге жизни”, конечно, красивые и образные, но мало что прибавляющие к пониманию проблемы.
Гораздо интереснее вопрос о происхождении вирусов. Помимо того что это просто любопытно, есть и важный для всех нас практический аспект. С тем, что вирусы ежегодно видоизменяются, мы уже смирились, но не может ли вдруг “народиться” какой-то принципиально новый вирус с необычными страшными, естественно, свойствами, как это случилось с вирусом ВИЧ, о существовании которого до 1981 года ученые даже не подозревали, а теперь мы имеем глобальную пандемию?
К сожалению, в этой области царит полная неопределенность. Теорий происхождения вирусов множество, так что я остановлюсь на трех основных.
Согласно первой, вирусы на Земле появились одновременно с одноклеточными организмами. Почему не раньше? А кто бы синтезировал им необходимые комплектующие, ведь сами они на это неспособны. Так что вирусы, может быть, и стоят на пороге жизни, но стоят там уже пару миллиардов лет, не переступая его. Чего нельзя отрицать, так это того, что некоторые вирусы возникли на заре жизни и тогда же обособились от одноклеточных. Дело в том, что некоторые вирусные белки совершенно непохожи на белки живых организмов, а Природа такой расточительности не терпит, все найденные ею удачные решения она бережно хранит и передает по наследству.
Все было бы хорошо, если бы в вирусах присутствовала только РНК – генетический материал первых живых организмов. ДНК появилась на более высоких ступенях эволюции, тогда же, вероятно, возникли и соответствующие вирусы. Согласно “регрессивной” гипотезе, вирусы – продукты де градации бактериальных клеточных паразитов типа тех же хламидий, которые отбросили все лишнее, ненужное для размножения.
Согласно третьей теории, вирусов породили клетки хозяина, грубо говоря, мы сами, своей собственной ДНК. Дело в том, что молекула ДНК не есть нечто застывшее и неизменное, она подвержена непрерывным трансформациям, – фрагменты молекулы, представляющие собой отдельные гены или даже группы генов, меняются местами. Они так и называются – мобильными генетическими элементами или “прыгающими генами”. Такой осколок ДНК вполне может “заблудиться”, облечься в цитоплазме в оболочку из белков и вырваться через клеточную мембрану на волю.
Ни одна из этих теорий не может объяснить всех известных фактов. Вполне вероятно, что всеобъемлющую теорию нельзя создать в принципе. Проблема заключается в том, что для вирусов, в отличие от всего остального живого мира, невозможно построить единую родословную, сходящуюся к общему предку. К примеру, генетики установили, что все мы, люди, в многообразии рас и национальностей, являемся потомками одной женщины, жившей приблизительно 150 тысяч лет назад в Восточной Африке. Конечно, “митохондриальная Ева” – так ее прозвали – появилась не из пены морской, у нее были родители и прочие родственники, но она – ближайший к нам общий предок, именно ее потомки расселились из маленькой африканской деревушки по всей Земле.
Так вот, для вирусов такое древо установить не удается. Они слишком различаются по строению, геному, “поведению”, чтобы можно было провести четкую эволюционную нить от одной группы вирусов к другой. Из этого следует вывод, что они возникали независимо друг от друга, в разных местах и – в разное время. А наше время ничем не лучше и не хуже других…
И еще один вопрос: зачем Природа создала вирусы и пестовала их на протяжении сотен миллионов лет? На него тоже есть множество ответов. Согласно одной из версий, вирусы необходимы как инструмент так называемого горизонтального переноса генов. Природа сама наложила довольно жесткие ограничения на межвидовое скрещивание, так что удачные генетические решения, найденные одним видом, стали недоступны для других. Вирусы позволяют обойти это препятствие. В процессе размножения в одном организме вирус может “прихватить” один из генов хозяина, а затем перенести и внедрить его в ДНК другого организма. Таким образом вирусы способствуют генетическому разнообразию и ускорению эволюции.
Вирусы могут участвовать в эволюционном процессе и напрямую вследствие своей быстрой изменчивости. Можно только предполагать, сколько незадействованных пока Природой генов находится в вирусах, геном которых не расшифрован учеными, а то и вовсе неизвестных им. Вполне возможно, что вирусы – это генетическая кубышка Природы, которую она хранит про черный день.
Вирусы можно рассматривать также как один из инструментов поддержания биологического равновесия в Природе, прореживания слишком расплодившихся видов, угрожающих существованию других. Тут можно было бы сразу перейти к людям, но поговорим сначала о бактериях и микроорганизмах. В океане, например, они составляют более девяноста процентов биомассы, но, дай им волю, они могли бы вытеснить все остальные виды. Вы и сами могли наблюдать это в водоемах с “цветущей” водой. Так вот, роль санитаров водоемов выполняют вирусы, в первую очередь бактериофаги, которые, по оценкам ученых, уничтожают каждый день до двадцати процентов всей биомассы океана. Тем самым они не только сдерживают распространение бактерий, но и ускоряют оборот органических веществ в природе.
Мы рассмотрели научные ответы на поставленный нами вопрос. Есть и ненаучные – например, такой: вирусы – бич Божий. Анализировать такие версии бессмысленно. Я вам лучше расскажу историю открытия одного из таких “бичей”.
Фрэнсис Пейтон Роус родился в Техасе в 1879 году. Его отец умер рано, оставив вдову с тремя маленькими детьми практически без средств к существованию. Тем не менее она переехала на север, в Балтимор, потому что там дети могли получить лучшее образование. (Поразительно, как часто этот сюжет повторяется в биографиях ученых, представленных в нашей книге! Тут есть о чем задуматься.)
В 1900 году Роус окончил Университет Джона Хопкинса и продолжил образование в одноименной Медицинской школе. Тут его подстерегала неприятность: во время проведения практических занятий по аутопсии он поцарапал палец туберкулезной костью, этого хватило для того, чтобы он заболел.
По совету врачей Роус уехал к своему дяде в Техас, где изгонял заразу работой на ранчо от зари до зари и беспробудным сном прямо на земле. Изгнал.
Роус вернулся в Балтимор, окончил школу и стал интерном Госпиталя все того же Джона Хопкинса. Он быстро убедился в том, что “настоящим врачом” ему не стать, поэтому переключился на медицинские исследования и устроился инструктором по патологии в Университет Мичигана. Зарплата была нищенской, но еще хуже было то, что в университете практически не было фондов для научных исследований. Даже на короткую стажировку в госпиталь Дрездена Роус отправился на собственные средства, заработанные в летней школе, где он, помимо преподавания, усердно учил по ночам немецкий – язык науки того времени.
Он был очень упорен и целеустремлен, этот Фрэнсис Пейтон Роус, что не могло не принести своих плодов. Он получил грант Рокфеллеровского института медицинских исследований для самостоятельной работы и уже через год, в 1909-м, сделал главное открытие своей жизни. Роус изучал болезнь, поражавшую домашних кур, – саркому, рак, который является бичом не только людей. Считалось, что болезнь возникает спонтанно. Но Роус показал, что ее можно инициировать, если ввести здоровым цыплятам фильтрат биологической жидкости больных особей. Он использовал фарфоровый фильтр, в фильтрате не было никаких больных клеток, там могли быть только вирусы. Так впервые было установлено, что вирусы способны вызывать раковые заболевания.
Сейчас этот вирус называют вирусом саркомы Роуса. Но в 1911 году, когда вышла статья Роуса, на нее не обратили никакого внимания. Это тем более удивительно, что в те времена публиковалось не так много статей и их все-таки читали. Это в наши дни переварить огромный вал информации стало просто невозможно. Значительная часть, если не большинство статей, публикуемых в научных журналах, не находит ни одного читателя. Из этого отнюдь не следует, что исследование было проведено впустую, а статью не нужно было публиковать. Наука развивается очень извилистыми путями, и
