- Чтобы далеко не уходить во времени, попробуй представить времена окончания Гуронского оледенения...

- Чтобы далеко не уходить во времени, попробуй представить времена окончания Гуронского оледенения...

...а была ли Земля полностью покрыта льдом или нет – сейчас не имеет абсолютно никакого значения...

Вот благодаря вулканической и солнечной активности, а Солнце со временем, напомню, становится все ярче и горячее, весь лед тогда растаял, температура Мирового океана и нижних слоев атмосферы стала увеличиваться...

...а достигнув некой отметки, при которой рост и размножение фотосинтезирующих бактерий стал благоприятен, весь Мировой океан опять стал заполняться этими фотосинтезирующими организмами, в результате чего доля свободного кислорода в воде и в атмосфере снова должна была начать расти...

...но почему тогда не произошел новый ледниковый период? Что могло сдержать рост фотосинтезирующих организмов?

- Глобальная вулканическая активность, например...

- А длилась эта глобальная вулканическая активность непрерывно 1,25 миллиарда лет? Тогда почему же вообще случилось Гуронское оледенение на молодой Земле, которое, предположительно, длилось 300 миллионов лет? Ведь земная кора тогда была еще тонкой! И почему тогда за 1,25 миллиарда лет Мировой океан не превратился в кипяток, в котором не сварилась вся жизнь?

- И ты знаешь ответ на свой вопрос?

- Не было никаких ошибок в проектировании или в создании первых протоклеток, просто тогда на Земле условия для жизни были неподходящими...

...испепеляющее ультрафиолетовое излучение Солнца, от которого тогда еще не было защиты, нестабильное магнитное поле Земли, которое не сдерживало бурь солнечного ветра, обычные шторма, высоченные приливные волны, неутихающая вулканическая активность...

Наверняка, было создано множество вариантов протоклеток, но, похоже, что большинство из них просто погибло в тех жутких условиях. А чтобы жизнь закрепилась на Земле, протоклеткам необходимо было быстро размножаться, что и было запрограммировано в их генетическом коде.

- Ты о чем?

- Во времена появления первых фотосинтезирующих бактерий природные условия на Земле вряд ли могли сильно измениться, поэтому усложнять строение первых фотосинтезирующих бактерий не имело тогда смысла, так как было неизвестно, выживут они или нет. Но когда какие-то из фотосинтезирующих бактерий выжили, а потом еще и стали стремительно размножаться, то это, в конечном итоге, и привело к кислородной катастрофе...

Как можно было сдержать стремительный рост фотосинтезирующих организмов после Гуронского оледенения? По разным оценкам, в нынешнее время на долю бактерий приходится 70-90% всей биомассы Земли. И как бы абсурдно это не звучало, но бактерии по численности уступают другой форме жизни, правда, та форма жизни небиологическая, а, скорее, химическая, называется же эта химическая форма жизни – вирусы...

- Вирусы?

- Сейчас вирусы поражают все типы организмов, от растений и животных до бактерий и архей. Большинство современных ученых признают вирусы древнейшими организмами, появившимися еще до разделения клеточной жизни на три домена, то есть на надцарство бактерий, на надцарство архей и на надцарство эукариотов...

...эукариоты появились 1,6-2,1 миллиарда лет назад, общий же предок бактерий и архей существовал где-то 2,5-3,5 миллиарда лет назад, а в подтверждение своей этой правоты ученые приводят тот факт, что некоторые вирусные белки не обнаруживают гомологии с белками бактерий, архей и эукариот.

Каково строение вирусов? Простейшие вирусы состоят из молекулы РНК, гораздо реже из молекулы ДНК, и белковой оболочки, которая называется капсидом. Более же сложные вирусы имеют еще только липидную оболочку. И больше ничего! У них нет иРНК, нет тРНК, нет рибосом, нет вообще никаких органелл!

- А не могли ли вирусы быть теми самыми первыми протоклетками, из которых потом и произошли все формы жизни?

- Особенность вирусов состоит в том, что это химическая форма жизни. Вне клетки они не проявляют признаки живого и ведут себя как частицы биополимеров. Они имеют генетический материал, но лишены клеточного строения. У вирусов нет собственного обмена веществ, а для синтеза собственных молекул им необходима клетка-хозяин, по этой причине они не способны размножаться вне клетки. Да, вирусы мутируют. Да, они способны размножаться, создавая свои копии, но они не могут размножаться самостоятельно, поэтому без клетки-хозяина вирус – ничто.

Как размножаются вирусы? Для вирусов самое главное попасть внутрь клеток, притом не абы каких, а именно таких, которые могут воспроизвести новое потомство вирусных частиц. Например, в одном миллилитре океанической воды может находиться до 5 ? 107 смертельных для цианобактерий вирусов, так называемых морских бактериофагов, но для человека они, в принципе, не опасны, человеческий организм, в крайнем случае, становится переносчиком этих вирусов...

...зато вирус натуральной оспы, которого относят к антропонозам, смертельно опасен для человека, а у коров и лошадей этот вирус, насколько мне известно, не вызывает летальных исходов, а, допустим, на цианобактерии он вообще никак не действует...

Так вот, когда вирусная частица оказывается рядом с нужной ей клеткой-хозяином, то начинается одно из самых удивительных действий в природе: вирусная частица, не имеющая ни обоняния, ни осязания, ни зрения и даже не имеющая средств передвижения, вдруг каким-то образом оказывается на поверхности нужной ей клетке...

...и либо специфические белки вируса частично растворяют оболочку клетки, и вирусная частица оказывается целиком внутри клетки-хозяина, либо при помощи так называемой базальной пластинки вирус протыкает оболочку нужной ему клетки и «вкалывает» свой генетический материал в тело этой клетки, а белковая оболочка этого вируса остается снаружи.

Когда инфицированная вирусом клетка начинает делиться, то при помощи специальных белков вируса, так называемых гистонов, матричная РНК клетки подменяется генетическим материалом вируса, с которого затем считываются и синтезируются вирусные белки и копируется геном вируса, в результате чего клетка начинает плодить вирусные частицы, а не свое потомство...

...сама клетка через какое-то время погибает, зато на свет появляется множество новых вирусных частиц...

- Ты с каким-то воодушевлением говоришь о вирусах...

- Это одна из самых удивительных и самых таинственных форм жизни, хотя, глядя на них поверхностным взглядом, о них такого и не скажешь! Но об этом немного попозже...

Могли ли вирусы быть предтечей протоклеток? Попробуй представить флешку, на которой записана абсолютно вся информации о ней, вплоть до химического состава ее внешней оболочки...

- ?

- Какова вероятность того, что однажды эта флешка превратиться в полноценный компьютер?

- Дикая у тебя какая-то аналогия!

- Вирусы, я тебе напомню, состоят из генетического материала, в котором хранится информация только об этом вирусе, а этот генетический материал окружен белковой оболочкой. Флешка – это устройство, на котором хранится информация, и которое защищено внешней оболочкой. Строение компьютера по сравнению со строением даже самой примитивной клетки намного проще! Так какова вероятность того, что флешка однажды превратиться в компьютер?

- Ты сам знаешь ответ...

- Это тебе наглядный ответ на вопрос, могли ли вирусы быть предтечами первых живых клеток...

Как ученые объясняют появление вирусов? В современном научном понимании, вирусы – это паразиты, которые не могут сравнительно долго существовать без своих «хозяев». Сейчас у ученых существует три основные гипотезы о происхождении вирусов. Первая гипотеза – это регрессивная гипотеза, которая нашептывает, будто бы вирусы когда-то были мелкими бактериями, паразитирующими на более крупных бактериях. То есть вирусы, согласно этой гипотезе, были не предшественниками первых протоклеток, а, наоборот, предками вирусов были какие-то древнейшие мелкие паразитирующие бактерии, которые якобы с течением времени утратили гены, которые были «лишними» при их паразитическом образе жизни. Эта гипотеза основывается на наблюдениях за некоторыми бактериями, а именно за риккетсиями и хламидиями, которые являются клеточными организмами, но которые могут размножаться только внутри других клеток, как и вирусы. Вот только эта регрессивная гипотеза не объясняет, почему даже мельчайшие клеточные паразиты никак не походят на вирусы. К тому же не забывай, что у нас сейчас идет разговор о тех временах, когда строение бактерий должно было быть слишком примитивным, а, значит, паразиты тогда еще вряд ли могли существовать, поскольку им просто незачем, да и на чем было паразитировать, если, конечно, не считать симбиоз паразитизмом.

Вторая гипотеза происхождения вирусов – это гипотеза клеточного происхождения или гипотеза побега, а она говорит, будто бы некоторые вирусы могли появиться из фрагментов ДНК или РНК, которые «высвободились» из генома более крупного организма. Такие фрагменты якобы могут происходить от плазмид или от транспозонов клеток...

...но чтобы не уходить далеко в сторону, давай, мы представим, что все так и было: вот сбежала из некой бактерии молекула ДНК или РНК, или даже из нашей гипотетической бактерии сбежали хлоропласты, имеющие свою пластидную ДНК, свои рибосомы и даже свою оболочку! Но что дальше? Такие органеллы не способны к самостоятельному существованию! Вне клетки они очень быстро погибают! Впрочем, мы допускаем, что они какое-то время могли жить! Но чем тогда им питаться? Или они сразу стали паразитами, превратившись в вирусы?

- Ну...

- А теперь посмотри на идеальное строение вируса-убийцы...

- ?

- Это не космический корабль, созданный воображением художника прошлых лет! Это фаг Т4! Когда такой вирус находит клетку-хозяина, то он своими нитями-фибриллами надежно прикрепляется к оболочке клетки, затем своей полой трубкой протыкает ее наружную оболочку, а уж потом выпускает свой генетический материал в цитоплазму этой обреченной клетки, после чего оболочка вируса открепляется от инфицированной клетки...

Ученые считают, что такое строение у бактериофагов появилось в результате длительной «случайной» эволюции, но проблема здесь в том, что вирусы – это неклеточная форма жизни! Да, повторюсь, они мутируют, но такое совершенство не могло появиться случайно, уж слишком здесь все продумано и отточено до мелочей!

А вывод из сказанного заключается в том, что вирусы вовсе не регрессивная форма жизни, которая якобы появилась из-за того, что какие-то бактерии потеряли свои плазмиды или транспозоны, или даже полуавтономные органеллы, как, например, хлоропласты. Если бы такое вдруг случилось, то при самых идеальных условиях такие «потерявшиеся» молекулы ДНК или РНК не смогли бы случайно обзавестись столь сложной и столь хорошо продуманной белковой оболочкой, которая помогает им проникать в цитоплазму клеток.

Третья гипотеза происхождения вирусов, гипотеза коэволюции, говорит, будто бы первые живые клетки и вирусы появились почти одновременно и эволюционировали они совместно. Но если бы их совместная столь длительная эволюция шла естественным путем, то в процессе длительного сосуществования вирусы не должны были бы стать убийцами, убивающие живые клетки...

...вирусы должны были бы стать чем-то полезными для клеток, по аналогии с бактериями в телах многоклеточных организмов, среди которых есть как вредные, так и полезные для этих организмов бактерии...

...но за миллиарды лет совместного сосуществования живых организмов и вирусов этого так и не произошло...

- И ты считаешь, что вирусы были созданы для сдерживания роста численности...

- Ответ на этот вопрос не столь однозначен, как хотелось бы...

- И что же там может быть неоднозначного?

- Как говорят, микроорганизмы составляют более 90 % биомассы Мирового океана, и, по приблизительным оценкам, каждый день вирусы в среднем убивают около 20 % этой биомассы. В этом случае, а говорю я сейчас об океанах, морях, озерах и других водоемах, вирусы являются главными спасителями этих самых водоемов, так как они нивелируют биомассу.

- ?

- Казалось бы, чем больше будет биомассы, тем быстрее должна идти эволюция, но... это не совсем так. Бактерии являются низшей ступенью пищевой пирамиды, но попробуй ответить на вопрос, какую угрозу могут нести стремительно размножающиеся синезеленые водоросли?

- Появляется больше кислорода?

- Чем комфортнее температура и чем больше необходимых питательных веществ, тем больше появляется бактерий в неком водоеме...

...но тем меньше становится питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности других живых организмов, и тем меньше становится в воде растворенного кислорода, ведь фотосинтезирующие бактерии не постоянно выделяют кислород, в определенные периоды они его, наоборот, поглощают.

- ?

- А когда содержание необходимых питательных веществ и растворенного в воде кислорода уменьшаются, то многие живущие в воде организмы начинают погибать. Кроме того, некоторые виды водорослей вырабатывают нейротоксины, которые в больших количествах могут привести к локальному вымиранию большинства живых организмов в этой акватории. Так что в этом случае вирусы являются своеобразными регуляторами некой экосистемы.

Другим малозаметным предназначением вирусов является перенос генов между различными видами, что вызывает генетическое разнообразие и ускоряет эволюцию...

- Это как?

- С помощью вирусов может происходить так называемый горизонтальный перенос генов, то есть передача генетической информации не от непосредственных родителей к своему потомству, а между двумя неродственными или даже относящимися к разным видам особям многоклеточных организмов...

- Даже так?

- ...а геном человека, как сейчас говорят, более чем на 32 % состоит из вирусоподобных элементов, транспозонов и их остатков...

...но об этом, быть может, мы поговорим значительно позже...

А вывод из сказанного заключается в том, что вирусы, на мой взгляд, были созданы для регуляции всех живых существ на нашей планете, а еще они им было предначертано стать двигателями эволюции...

Источник: vk.com

Комментарии: