Вирусы-гиганты в океане жизни
В своем бескрайнем эгоцентризме человек долгое время видел себя на самой вершине пирамиды живых существ. Представлялось, что верхние этажи ее населяют близкие к нам животные, следом идут неподвижные грибы и растения, а основание занимают мириады мельчайших организмов, простейших и бактерий. И где-то на самом дне этой условной пирамиды, прямо на границе живого, расположились бесчисленные вирусы.
В 1892 году петербургский биолог Дмитрий Ивановский заметил, что мозаичная болезнь табака вызывается неизвестным токсином, который намного мельче любых бактерий и даже проходит сквозь поры стерилизационного фильтра. Через несколько лет Мартин Бейеринк обнаружил, что эти «токсины» размножаются в живых клетках растения и являются особыми инфекционными агентами, возможно, «жидкими бактериями». Однако уже вскоре выяснилось, что эти болезнетворные агенты представляют собой твердые крошечные частицы, вирусы.
В те годы бурно развивались представления о том, что жизнь организует себя в форме клеток. Однако вирусы оказались намного мельче любой клетки: оптический микроскоп не позволял рассмотреть отдельные частицы, не задерживал их и стерилизационный фильтр Шамберлана, которым пользовался Ивановский и другие микробиологи того времени. Кроме того, вирусы не размножались вне клеток хозяина и самостоятельно «в пробирке» не культивировались. Все это указывало на их крайнюю примитивность в сравнении даже с самыми простыми из клеточных организмов.
Неудивительно, что в пирамиде жизни место им нашлось только в самом низу. Вполне живым можно назвать разве что вирус, захвативший клетку и начавший действовать, используя ее механизмы синтеза белков и нуклеиновых кислот. Но в свободной форме он скорее мертв, чем жив: с появлением электронных микроскопов в 1930-х годах выяснилось, что их крошечные частицы (вирионы) представляют собой большие молекулярные комплексы, состоящие из белков и ДНК (или РНК), и способны разве что пассивно сохранять и переносить геном паразита от одного хозяина к другому.
Древо жизни
Представления, закрепившиеся в биологии начиная с Дарвина, организуют живые существа в структуру куда более сложную, нежели пирамида, – обширное филогенетическое «древо жизни». Сегодня на нем выделяют три крупнейших ствола: бактерии, археи и эукариоты (включая инфузорий и амеб, животных, растения и грибы). У каждой из этих групп имеются свои вирусы, совершенно безопасные для остальных. И если уж действительно пользоваться метафорой дерева, то их можно сравнить с паразитическими лианами, оплетающими каждую ветку и достигающими каждого листа.
С самим «древом» вирусы напрямую не связаны. В отличие от всего по-настоящему живого, от кишечной палочки до кошки, они не состоят из ограниченных мембранами клеток, не могут поглощать питательные вещества и производить белки для построения новых биологических структур. С самого начала вирусы ученым приходилось описывать от противного – как нефильтрующиеся, некультивируемые, невидимые в световой микроскоп и т. д. А по мере все лучшего понимания их устройства к этим отрицаниям добавились новые: не делятся, не синтезируют белки, не производят энергию. Наконец, вирусы не оставляют окаменелостей и следов в палеонтологической летописи, так что даже вопрос о том, откуда они появились, по-прежнему остается загадкой.