سينثيا جولدسميث كشفت هذه الصورة الملونة بالمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) عن بعض مورفولوجيا البنية التحتية التي يظهرها فيروس الإيبولا. راجع PHIL 1832 للحصول على نسخة بالأبيض والأسود من هذه الصورة. أين يوجد فيروس الإيبولا في الطبيعة؟

لا يزال الأصل الدقيق والمواقع والموائل الطبيعية (المعروفة باسم "المستودع الطبيعي") لفيروس الإيبولا مجهولة. ومع ذلك، على أساس الأدلة المتاحة وطبيعة الفيروسات المماثلة، يعتقد الباحثون أن الفيروس حيواني المنشأ (ينتقل عن طريق الحيوانات) ويتم الاحتفاظ به عادة في مضيف حيواني موطنه القارة الأفريقية. من المحتمل أن يكون هناك مضيف مماثل مرتبط بفيروس إيبولا ريستون الذي تم عزله من القرود المصابة بالعدوى والتي تم استيرادها إلى الولايات المتحدة وإيطاليا من الفلبين. ومن غير المعروف أن الفيروس موطنه قارات أخرى، مثل أمريكا الشمالية.

إنها تقع ضمن تعريف الحياة: فهي تقع في مكان ما في الوسط بين المجمعات الجزيئية الفائقة والكائنات البيولوجية البسيطة جدًا. تحتوي الفيروسات على بعض الهياكل وتظهر أنشطة معينة مشتركة في الحياة العضوية، لكنها تفتقر إلى العديد من الخصائص الأخرى. وهي تتكون بالكامل من شريط واحد من المعلومات الجينية محاط بغلاف بروتيني. تفتقر الفيروسات إلى الكثير من البنية الداخلية والعمليات التي تميز "الحياة"، بما في ذلك عملية التخليق الحيوي اللازمة للتكاثر. من أجل (التكاثر)، يجب أن يصيب الفيروس خلية مضيفة مناسبة.

عندما اكتشف الباحثون لأول مرة الفيروسات التي تتصرف مثل، ولكنها كانت أصغر بكثير وتسبب أمراضًا مثل داء الكلب ومرض الحمى القلاعية، أصبح من المعروف أن الفيروسات كانت "حية" بيولوجيًا. ومع ذلك، تغير هذا التصور في عام 1935 عندما تم تبلور فيروس فسيفساء التبغ وأظهر أن الجزيئات تفتقر إلى الآلية اللازمة لوظيفة التمثيل الغذائي. بمجرد التأكد من أن الفيروسات تتكون فقط من DNA أو RNA محاطة بغلاف بروتيني، أصبح الرأي العلمي أنها عبارة عن آلات كيميائية حيوية أكثر تعقيدًا من الكائنات الحية.

توجد الفيروسات في حالتين مختلفتين. عندما لا يكون الفيروس على اتصال بالخلية المضيفة، يظل الفيروس خاملًا تمامًا. في هذا الوقت، لا يوجد أي نشاط بيولوجي داخلي داخل الفيروس، والفيروس في الأساس ليس أكثر من جسيم عضوي ثابت. في هذه الحالة البسيطة التي تبدو غير حية، تسمى الفيروسات "virions". يمكن أن تظل الفيروسات في هذه الحالة الخاملة لفترات طويلة من الزمن، في انتظار الاتصال بالمضيف المناسب بصبر. عندما يتلامس الفيريون مع مضيفه المقابل، فإنه يصبح فيروسًا نشطًا. من هذه النقطة فصاعدًا، يُظهر الفيروس خصائص نموذجية للكائنات الحية، مثل الاستجابة للبيئة وتوجيه الجهود نحو التكاثر الذاتي.

ما الذي يحدد الحياة؟

لا يوجد تعريف واضح لما يفصل الحي عن غير الحي. قد يكون أحد التعريفات هو النقطة التي يكون عندها الشخص لديه وعي ذاتي. وبهذا المعنى، يمكن تصنيف إصابة الرأس الشديدة على أنها موت دماغي. ربما لا يزال الجسم والدماغ يعملان على مستوى أساسي، وهناك نشاط أيضي ملحوظ في جميع الخلايا التي يتكون منها الكائن الحي الأكبر، لكن الافتراض هو أنه لا يوجد وعي ذاتي وبالتالي فإن الدماغ ميت. وعلى الطرف الآخر من الطيف، فإن معيار تعريف الحياة هو القدرة على نقل المادة الوراثية إلى أجيال المستقبل، وبالتالي استعادة المرء لشكله. وفي التعريف الثاني الأكثر بساطة، لا شك أن الفيروسات حية. إنهم بلا شك الأكثر كفاءة على وجه الأرض في نشر معلوماتهم الجينية.

في حين أن هيئة المحلفين لا تزال غير متأكدة مما إذا كان يمكن اعتبار الفيروسات كائنات حية، فإن قدرتها على نقل المعلومات الجينية إلى الأجيال القادمة تجعلها لاعبين رئيسيين في التطور.

هيمنة الفيروس

لقد تزايد التنظيم والتعقيد ببطء منذ أن بدأت الجزيئات الكبيرة بالتجمع في حساء الحياة البدائي. من الضروري التفكير في وجود مبدأ لا يمكن تفسيره، وهو عكس الثاني مباشرة، مما يؤدي إلى التطور إلى منظمة أعلى. لم تكن الفيروسات فعالة للغاية في نشر المواد الجينية الخاصة بها فحسب، بل كانت أيضًا مسؤولة عن حركة لا توصف وخلط الشفرة الوراثية بين الكائنات الحية الأخرى. قد يكون الاختلاف في الشفرة الوراثية هو القوة الدافعة. ومن خلال التعبير عن المتغيرات، تصبح الكائنات الحية قادرة على التكيف وتصبح أكثر كفاءة في تغير الظروف البيئية.

الفكر النهائي

ولعل السؤال ذو الصلة ليس ما إذا كانت الفيروسات حية، بل ما هو دورها في حركة وتكوين الحياة على الأرض كما نراها اليوم؟

تعرفت البشرية على الفيروسات في نهاية القرن التاسع عشر، بعد أعمال ديمتري إيفانوفسكي ومارتن بيرينك. من خلال دراسة الآفات غير البكتيرية لنباتات التبغ، قام العلماء لأول مرة بتحليل ووصف 5 آلاف نوع من الفيروسات. واليوم يفترض أن هناك الملايين منهم ويعيشون في كل مكان.

حي أم لا؟

تتكون الفيروسات من جزيئات الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) التي تنقل المعلومات الجينية في مجموعات مختلفة، وغلاف يحمي الجزيء، وحماية إضافية من الدهون.

إن وجود الجينات والقدرة على التكاثر يسمحان باعتبار الفيروسات حية، في حين أن نقص تخليق البروتين واستحالة التطور المستقل يصنفها على أنها كائنات بيولوجية غير حية.

الفيروسات قادرة أيضًا على تشكيل تحالفات مع البكتيريا و. يمكنهم نقل المعلومات من خلال تبادل الحمض النووي الريبي (RNA) والتهرب من الاستجابة المناعية، متجاهلين الأدوية واللقاحات. يبقى السؤال حول ما إذا كان الفيروس حيًا مفتوحًا حتى يومنا هذا.

العدو الأكثر خطورة

واليوم، أصبح الفيروس الذي لا يستجيب للمضادات الحيوية هو أخطر عدو للإنسان. وقد أدى اكتشاف الأدوية المضادة للفيروسات إلى تخفيف الوضع قليلا، ولكن الإيدز والتهاب الكبد لم يتم هزيمتهما بعد.

توفر اللقاحات الحماية فقط ضد بعض السلالات الموسمية من الفيروسات، لكن قدرتها على التحور بسرعة تجعل اللقاحات غير فعالة في العام التالي. قد يكون التهديد الأكثر خطورة لسكان الأرض هو عدم القدرة على مواجهة الوباء الفيروسي التالي في الوقت المناسب.

الأنفلونزا ليست سوى جزء صغير من جبل الجليد الفيروسي. أدى انتشار عدوى فيروس إيبولا في جميع أنحاء أفريقيا إلى إدخال تدابير الحجر الصحي في جميع أنحاء العالم. ولسوء الحظ، فإن علاج هذا المرض صعب للغاية، ولا يزال معدل الوفيات مرتفعا.

من السمات الخاصة للفيروسات قدرتها على التكاثر بسرعة لا تصدق. فيروس البكتيريا قادر على إنتاج البكتيريا بشكل أسرع 100 ألف مرة. لذلك، يحاول علماء الفيروسات من جميع أنحاء العالم إنقاذ البشرية من تهديد مميت.

التدابير الرئيسية للوقاية من الالتهابات الفيروسية هي: التطعيمات، والامتثال لقواعد النظافة الشخصية والتشاور في الوقت المناسب مع الطبيب في حالة الإصابة. كان أحد الأعراض ارتفاعًا في درجة الحرارة ولا يمكن خفضه بمفردك.

لا داعي للذعر إذا كنت مصابًا بمرض فيروسي، لكن الحذر يمكن أن ينقذ حياتك حرفيًا. ويقول الأطباء إن العدوى ستستمر في التحور طالما بقيت الحضارة الإنسانية، ولا يزال يتعين على العلماء تحقيق العديد من الاكتشافات المهمة في أصل الفيروسات وسلوكها، وكذلك في مكافحتها.

عندما سئلوا عن الظواهر التي تميز الحياة، يجيب علماء الأحياء على أن كل كائن حي له شكل وحجم معين، وتنظيم خارجي وداخلي يرتبط به تخصص الأعضاء الفردية؛ يتميز الكائن الحي بالحركة، ورد الفعل على المحفزات الخارجية، والنمو، وعملية التمثيل الغذائي، وأخيرا، هذه الميزة المهمة للكائنات الحية مثل القدرة على التكاثر. يرتبط التكاثر أيضًا بإمكانية حدوث تغييرات وراثية.

ومع ذلك، يمكن أيضًا العثور على بعض معايير الحياة المدرجة في الطبيعة غير الحية. وسنجد فيه درجة معينة من التنظيم، والحركة، ورد الفعل على الانزعاج، والنمو. تحتوي بلورات ملح الطعام على تنظيمات خارجية وداخلية؛ التفاعلات الكيميائية التي تحدث فيها هي نوع من مظاهر رد الفعل على التهيج، أي الحساسية؛ تنمو البلورات والأنهار الجليدية. جميع الأجسام في الواقع في حالة حركة. وحتى لو لم تظهر هذه الحركة بوضوح، فإن الجزيئات والذرات تتحرك باستمرار.

ومع ذلك، فإن الكائنات غير الحية لا يمكنها التكاثر، وبالتالي ليس لديها تغييرات وراثية. ومن ثم، فإن الكائنات الحية تختلف عن الأشياء غير الحية في المقام الأول من حيث قدرتها على التكاثر والتغير من جيل إلى جيل.

دعونا ننظر إلى الفيروسات من وجهة النظر هذه ونحاول معرفة ما إذا كانت كائنات حية أم غير حية. بالنسبة للكيميائي، فهي تشبه الجزيئات الكبيرة القادرة على التبلور. كما أن لديها أيضًا سمات مشتركة مع الكائنات الحية، حيث يمكنها التكاثر (ولكن داخل الخلايا الحية فقط)، كما ثبت مؤخرًا، أنها تخضع لتغيرات وراثية. هذه الازدواجية، هذا المزيج من خصائص كل من الوجود والمادة، تم التأكيد عليه من قبل ت. ريفرز عندما أطلق عليها اسم "العضيات" أو "الجزيئات" (مزيج من الكلمات: الكائن الحي والجزيء).

إذن أين يجب تصنيف الفيروسات على أنها كائنات حية أو غير حية؟ أجاب ستانلي على هذا السؤال بهذه الطريقة:

"سواء كانوا أحياء أم لا، يمكن للمرء أن يتجادل حول هذا الأمر إلى ما لا نهاية، دون أن يتلقى، في جوهره، إجابة مرضية على السؤال المطروح. من ناحية، تشبه الفيروسات الكائنات الحية، ومن ناحية أخرى تشبه الجزيئات الكيميائية العادية، لكنها تختلف عن كل من الأولى والأخيرة. إن طبيعتها المزدوجة وبنيتها البدائية نسبيًا، والتي تمكنا بالفعل من دراستها بشيء من التفصيل، تتيح لنا الفرصة لنرى فيها، من ناحية، كائنات حية، ومن ناحية أخرى، جزيئات كيميائية قادرة على التكاثر. وهكذا فإننا نقترب من فهم الجوهر الكيميائي لعملية التكاثر التي تحدث في جميع الكائنات الحية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن دراسة الفيروسات تفتح لنا منظورًا جديدًا، لأننا لا نرى مجموعتين منفصلتين بشكل حاد، ولكن فقط تعقيدهما المتزايد. من وجهة نظر البنية، لدينا الفرصة لتتبع السلسلة الكاملة للأشياء المترابطة بشكل وثيق: من الذرة عبر جزيء بسيط، وجزيء كبير، وفيروس، وبكتيريا، ثم عبر الأسماك والثدييات حتى البشر. ومن وجهة نظر وظيفية، يمكننا ملاحظة عملية استخدام الطاقة من الحركة العشوائية للجزيئات المختلفة إلى الانسجام المثالي لأرقى الإيقاعات البيولوجية.

هل الفيروسات مخلوق أم مادة؟

على مدى المائة عام الماضية، غيّر العلماء مرارا وتكرارا فهمهم لطبيعة الفيروسات، الناقلات المجهرية للأمراض.

في البداية، اعتبرت الفيروسات مواد سامة، ثم - أحد أشكال الحياة، ثم - المركبات الكيميائية الحيوية. من المفترض اليوم أنهم موجودون بين العالمين الحي وغير الحي وهم المشاركون الرئيسيون في التطور.

وفي نهاية القرن التاسع عشر، تم اكتشاف أن بعض الأمراض، بما في ذلك داء الكلب ومرض الحمى القلاعية، سببها جزيئات مشابهة للبكتيريا، ولكنها أصغر بكثير. وبما أنها ذات طبيعة بيولوجية وتنتقل من ضحية إلى أخرى مسببة نفس الأعراض، فقد بدأ اعتبار الفيروسات كائنات حية صغيرة تحمل معلومات وراثية.

لقد حدث إنزال الفيروسات إلى أجسام كيميائية هامدة بعد عام 1935، عندما قام وندل ستانلي ببلورة فيروس فسيفساء التبغ لأول مرة. تم اكتشاف أن البلورات تتكون من مكونات كيميائية حيوية معقدة ولا تمتلك الخاصية اللازمة للأنظمة البيولوجية - النشاط الأيضي. في عام 1946، حصل العالم على جائزة نوبل لهذا العمل في الكيمياء، وليس في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

أظهرت الأبحاث الإضافية التي أجراها ستانلي بوضوح أن أي فيروس يتكون من حمض نووي (DNA أو RNA) معبأ في غلاف بروتيني. وبالإضافة إلى البروتينات الواقية، يحتوي بعضها على بروتينات فيروسية محددة تشارك في عدوى الخلايا. إذا حكمنا على الفيروسات فقط من خلال هذا الوصف، فهي في الواقع تشبه المواد الكيميائية أكثر من كونها كائنًا حيًا. لكن عندما يدخل الفيروس إلى خلية (وتسمى بعدها الخلية المضيفة)، تتغير الصورة. فهو يتخلص من غلافه البروتيني ويخضع الجهاز الخلوي بأكمله، مما يجبره على تصنيع الحمض النووي الفيروسي أو الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات الفيروسية وفقًا للتعليمات المسجلة في الجينوم الخاص به.بعد ذلك، يتجمع الفيروس ذاتيًا من هذه المكونات ويظهر جسيم فيروسي جديد. على استعداد لإصابة الخلايا الأخرى.

أجبر هذا المخطط العديد من العلماء على إلقاء نظرة جديدة على الفيروسات. بدأوا يعتبرون أشياء تقع على الحدود بين العالمين الحي وغير الحي. ووفقا لعلماء الفيروسات إم إتش في فان ريجنمورتيل من جامعة ستراسبورج في فرنسا وبي دبليو ماهي من مراكز الوقاية من الأمراض ومكافحتها، يمكن أن يسمى أسلوب العيش هذا "العيش المقترض". والحقيقة المثيرة للاهتمام هي أنه بينما كان علماء الأحياء ينظرون إلى الفيروس منذ فترة طويلة على أنه "صندوق بروتين" مملوء بأجزاء كيميائية، فقد استخدموا قدرته على التكاثر في الخلية المضيفة لدراسة آلية تشفير البروتين. تدين البيولوجيا الجزيئية الحديثة بالكثير من نجاحها إلى المعلومات التي تم الحصول عليها من دراسة الفيروسات.

لقد قام العلماء ببلورة معظم المكونات الخلوية (الريبوسومات، الميتوكوندريا، الهياكل الغشائية، الحمض النووي، البروتينات) وينظرون إليها اليوم إما على أنها "آلات كيميائية" أو على أنها المادة التي تستخدمها أو تنتجها هذه الآلات. هذه النظرة للتركيبات الكيميائية المعقدة التي تضمن حياة الخلية هي السبب وراء عدم اهتمام علماء الأحياء الجزيئية بحالة الفيروسات. كان الباحثون مهتمين بها فقط كعوامل قادرة على استخدام الخلايا لأغراضهم الخاصة أو بمثابة مصدر للعدوى. تظل القضية الأكثر تعقيدًا المتعلقة بمساهمة الفيروسات في التطور غير مهمة بالنسبة لمعظم العلماء.

أكون أو لا أكون؟

ماذا تعني كلمة "على قيد الحياة"؟ يتفق معظم العلماء على أنه بالإضافة إلى القدرة على التكاثر، يجب أن تتمتع الكائنات الحية بخصائص أخرى. على سبيل المثال، تكون حياة أي مخلوق محدودة دائمًا بالوقت - فهو يولد ويموت. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الكائنات الحية بدرجة معينة من الاستقلالية بالمعنى الكيميائي الحيوي، أي أنها تتمتع بدرجة معينة من الاستقلالية بالمعنى الكيميائي الحيوي. يعتمدون إلى حد ما على عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بهم، والتي تزودهم بالمواد والطاقة التي تدعم وجودهم.

إن الحجر، وكذلك قطرة السائل التي تحدث فيها عمليات التمثيل الغذائي، ولكنها لا تحتوي على مادة وراثية وغير قادرة على التكاثر الذاتي، هي بلا شك كائن غير حي. البكتيريا كائن حي، وعلى الرغم من أنها تتكون من خلية واحدة فقط، إلا أنها تستطيع توليد الطاقة وتصنيع المواد التي تضمن وجودها وتكاثرها. ماذا يمكن أن يقال عن البذرة في هذا السياق؟ ليست كل بذرة تظهر عليها علامات الحياة. ومع ذلك، كونه في حالة سكون، فإنه يحتوي على الإمكانات التي تلقاها من مادة حية بلا شك والتي يمكن تحقيقها في ظل ظروف معينة. وفي الوقت نفسه، يمكن تدمير البذرة بشكل لا رجعة فيه، ومن ثم ستظل الإمكانات غير محققة. وفي هذا الصدد، فإن الفيروس يشبه البذرة أكثر من كونه خلية حية: فهو يتمتع بقدرات معينة قد لا تتحقق، لكنه لا يملك القدرة على الوجود بشكل مستقل.

يمكن للمرء أيضًا اعتبار العيش كحالة ينتقل إليها، في ظل ظروف معينة، نظام يتكون من مكونات غير حية ذات خصائص معينة. ومن أمثلة هذه الأنظمة المعقدة (الناشئة) الحياة والوعي. لتحقيق الوضع المناسب، يجب أن يكون لديهم مستوى معين من الصعوبة. وبالتالي، فإن الخلية العصبية (بمفردها أو حتى كجزء من شبكة عصبية) لا تملك وعيًا، وهذا يتطلب دماغًا. لكن الدماغ السليم يمكن أن يكون حيًا بالمعنى البيولوجي وفي نفس الوقت لا يوفر الوعي. وبالمثل، لا تعمل الجينات أو البروتينات الخلوية أو الفيروسية نفسها كمادة حية، والخلية التي لا تحتوي على نواة تشبه الشخص مقطوع الرأس من حيث أنها لا تحتوي على مستوى حرج من التعقيد. كما أن الفيروس غير قادر على الوصول إلى هذا المستوى. لذلك يمكن تعريف الحياة على أنها نوع من الحالة الناشئة المعقدة، بما في ذلك "لبنات البناء" الأساسية نفسها التي يمتلكها الفيروس. إذا اتبعت هذا المنطق، فإن الفيروسات، التي لا تعتبر كائنات حية بالمعنى الدقيق للكلمة، لا يمكن تصنيفها على أنها أنظمة خاملة: فهي على الحدود بين الكائنات الحية وغير الحية.

الفيروسات والتطور

للفيروسات تاريخها التطوري الطويل جدًا، والذي يعود إلى أصول الكائنات وحيدة الخلية. وبالتالي، فإن بعض أنظمة الإصلاح الفيروسي، التي تضمن قطع القواعد غير الصحيحة من الحمض النووي وإزالة الضرر الناجم عن جذور الأكسجين، وما إلى ذلك، توجد فقط في الفيروسات الفردية وتوجد دون تغيير لمليارات السنين.

لا ينكر الباحثون أن الفيروسات لعبت دورًا ما في التطور. ولكن، بالنظر إلى أنها مادة غير حية، فإنهم يضعونها على قدم المساواة مع عوامل مثل الظروف المناخية. وقد أثر هذا العامل على الكائنات الحية التي لها خصائص متغيرة ومحددة وراثيا من الخارج. نجحت الكائنات الحية التي كانت أكثر مقاومة لهذا التأثير في البقاء والتكاثر ونقل جيناتها إلى الأجيال اللاحقة.

ومع ذلك، في الواقع، أثرت الفيروسات على المادة الوراثية للكائنات الحية ليس بشكل غير مباشر، ولكن بأكثر الطرق المباشرة الممكنة - حيث تبادلت الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) معها، أي. كانوا لاعبين في المجال البيولوجي. وكانت المفاجأة الكبرى للأطباء وعلماء الأحياء التطورية هي أن معظم الفيروسات تبين أنها كائنات غير ضارة تمامًا ولا ترتبط بأي أمراض. ينامون بهدوء داخل الخلايا المضيفة أو يستخدمون أجهزتهم للتكاثر على مهل دون أي ضرر للخلية. تمتلك مثل هذه الفيروسات الكثير من الحيل التي تسمح لها بالإفلات من العين الساهرة للجهاز المناعي للخلية، ففي كل مرحلة من مراحل الاستجابة المناعية، يكون لديها جين يتحكم في هذه المرحلة أو يعدلها لصالحها.

علاوة على ذلك، أثناء تعايش الخلية والفيروس، فإن الجينوم الفيروسي (DNA أو RNA) "يستعمر" جينوم الخلية المضيفة، ويزودها بالمزيد والمزيد من الجينات الجديدة، والتي تصبح في النهاية جزءًا لا يتجزأ من جينوم الخلية المضيفة. نوع معين من الكائن الحي. للفيروسات تأثير أسرع وأكثر مباشرة على الكائنات الحية من العوامل الخارجية التي تختار المتغيرات الجينية. إن الأعداد الكبيرة من المجموعات الفيروسية، إلى جانب معدلات التكاثر العالية ومعدلات الطفرة العالية، تجعلها مصدرًا رئيسيًا للابتكار الجيني، مما يؤدي باستمرار إلى خلق جينات جديدة. تنتقل بعض الجينات الفريدة ذات الأصل الفيروسي من كائن حي إلى آخر وتساهم في العملية التطورية.

إن الخلية التي تم تدمير حمضها النووي هي خلية "ميتة" حقًا: فهي محرومة من المادة الوراثية مع تعليمات للنشاط. لكن الفيروس يمكنه استخدام مكونات الخلية السليمة المتبقية والسيتوبلازم لتكاثره. إنه يُخضع الجهاز الخلوي ويجبره على استخدام الجينات الفيروسية كمصدر للتعليمات لتخليق البروتينات الفيروسية وتكرار الجينوم الفيروسي. تتجلى القدرة الفريدة للفيروسات على التطور في الخلايا الميتة بشكل واضح عندما يكون المضيف كائنات وحيدة الخلية، خاصة تلك التي تعيش في المحيطات. (الغالبية العظمى من الفيروسات تعيش على الأرض. ووفقا للخبراء، لا يوجد أكثر من 1030 جزيئا فيروسيا في المحيط العالمي).

غالبًا ما يتم قتل البكتيريا والبكتيريا الزرقاء التي تقوم بالتمثيل الضوئي والطحالب، وهي المضيفات المحتملة للفيروسات البحرية، بواسطة الأشعة فوق البنفسجية، التي تدمر الحمض النووي الخاص بها. وفي الوقت نفسه، تقوم بعض الفيروسات ("المقيمة" في الكائنات الحية) بتشغيل آلية تخليق الإنزيمات التي تعمل على استعادة الجزيئات التالفة في الخلية المضيفة وإعادتها إلى الحياة. على سبيل المثال، تحتوي البكتيريا الزرقاء على إنزيم يشارك في عملية التمثيل الضوئي، وعندما يتعرض للضوء الزائد، يتم تدميره أحيانًا، مما يؤدي إلى موت الخلايا. وبعد ذلك، تقوم فيروسات تسمى العاثيات الزرقاء "بتشغيل" تخليق نظير لإنزيم التمثيل الضوئي البكتيري، وهو أكثر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية. إذا أصاب مثل هذا الفيروس خلية ميتة حديثًا، فيمكن لإنزيم التمثيل الضوئي أن يعيدها إلى الحياة. وهكذا يلعب الفيروس دور "الإنعاش الجيني".

يمكن أن تؤدي الجرعات المفرطة من الأشعة فوق البنفسجية إلى موت العاثيات الزرقاء، لكنها في بعض الأحيان تتمكن من العودة إلى الحياة بمساعدة إصلاحات متعددة. عادة ما تكون هناك عدة فيروسات موجودة في كل خلية مضيفة، وفي حالة تلفها، يمكنها تجميع الجينوم الفيروسي قطعة قطعة. أجزاء مختلفة من الجينوم قادرة على العمل كموردين للجينات الفردية، والتي، مع جينات أخرى، ستعيد وظائف الجينوم بالكامل دون خلق فيروس كامل. الفيروسات هي الكائنات الحية الوحيدة التي، مثل طائر الفينيق، يمكن أن تولد من جديد من الرماد.

وفقًا للاتحاد الدولي لتسلسل الجينوم البشري، فإن ما بين 113 و223 جينًا مشتركًا بين البكتيريا والبشر مفقودة من كائنات مدروسة جيدًا مثل الخميرة Sacharomyces cerevisiae، وذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster، والدودة المستديرة Caenorhabditis elegans، التي تقع بين النقيضين. سلالات الكائنات الحية. يعتقد بعض العلماء أن الخميرة وذبابة الفاكهة والدودة المستديرة، التي ظهرت بعد البكتيريا ولكن قبل الفقاريات، فقدت ببساطة الجينات المقابلة لها في مرحلة ما من تطورها التطوري. ويعتقد آخرون أن الجينات انتقلت إلى الإنسان عن طريق البكتيريا التي دخلت جسمه.

بالتعاون مع زملاء في معهد العلوم الصحية للقاحات والعلاج الجيني بجامعة أوريغون، نقترح أن هناك طريقة ثالثة: كانت الجينات في البداية من أصل فيروسي، ولكن بعد ذلك تم استعمار أعضاء من سلالتين مختلفتين من الكائنات الحية، مثل البكتيريا والفقاريات. . ومن الممكن أن يكون الجين الذي وهبته البكتيريا للبشرية قد انتقل إلى السلالتين المذكورتين بواسطة الفيروس.

علاوة على ذلك، نحن واثقون من أن نواة الخلية نفسها ذات أصل فيروسي. لا يمكن تفسير ظهور النواة (وهي بنية موجودة فقط في حقيقيات النوى، بما في ذلك البشر، وغير موجودة في بدائيات النوى، مثل البكتيريا) من خلال التكيف التدريجي للكائنات بدائية النواة مع الظروف المتغيرة. ومن الممكن أن تكون قد تشكلت على أساس الحمض النووي الفيروسي الموجود مسبقًا ذو الوزن الجزيئي العالي، والذي بنى "موطنًا" دائمًا لنفسه داخل الخلية بدائية النواة. وهذا ما تؤكده حقيقة أن جين بوليميريز الحمض النووي (إنزيم يشارك في تضاعف الحمض النووي) للعاثية T4 (العاثيات هي فيروسات تصيب البكتيريا) قريب في تسلسله النوكليوتيدي من جينات بوليميريز الحمض النووي لكل من حقيقيات النوى والفيروسات التي تصيبها . بالإضافة إلى ذلك، توصل باتريك فورتير من جامعة باريس الجنوبية، الذي درس الإنزيمات المشاركة في تكرار الحمض النووي، إلى استنتاج مفاده أن الجينات التي تحدد تركيبها في حقيقيات النوى هي من أصل فيروسي.

فيروس اللسان الأزرق

تؤثر الفيروسات على جميع أشكال الحياة على الأرض، وغالبًا ما تحدد مصيرها. وفي الوقت نفسه، فإنها تتطور أيضًا. ويأتي الدليل المباشر من ظهور فيروسات جديدة، مثل فيروس نقص المناعة البشرية (HIV)، الذي يسبب مرض الإيدز.

تقوم الفيروسات باستمرار بتعديل الحدود بين العالمين البيولوجي والكيميائي الحيوي. كلما تقدمنا ​​في دراسة جينومات الكائنات الحية المختلفة، كلما وجدنا أدلة أكثر على وجود جينات من مجموعة ديناميكية قديمة جدًا. تحدث سلفادور لوريا الحائز على جائزة نوبل عن تأثير الفيروسات على التطور عام 1969: "ربما كانت الفيروسات، بقدرتها على الدخول والخروج من الجينوم الخلوي، مشاركين نشطين في عملية تحسين المادة الوراثية لجميع الكائنات الحية أثناء التطور. ببساطة لم نلاحظ ذلك". بغض النظر عن العالم - الحي أو غير الحي - الذي ننسب إليه الفيروسات، فقد حان الوقت للنظر فيها ليس بمعزل عن غيرها، ولكن مع مراعاة ارتباطها المستمر بالكائنات الحية.

عن المؤلف:
لويس فياريال(لويس ب. فياريال) - مدير مركز دراسة الفيروسات بجامعة كاليفورنيا في إيرفاين. حصل على درجة الدكتوراه في علم الأحياء من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، ثم عمل في جامعة ستانفورد في مختبر الحائز على جائزة نوبل بول بيرج. ويشارك بنشاط في الأنشطة التعليمية ويشارك حاليا في تطوير برامج لمكافحة تهديد الإرهاب البيولوجي.