Когда люди говорят о коронавирусе, они иногда описывают это невидимое существо так, как будто у него есть личность и даже совесть. Если вы спросите студента—биолога или медика, что такое вирус, он скажет вам, что вирус - это не живой организм, или, самое большее, что он существует на границе между живым и мертвым - своего рода ходячий мертвец.
Однако для биологов, специализирующихся в вирусологии, эта точка зрения не является однозначной. Ученые до сих пор расходятся во мнениях относительно того, являются ли вирусы действительно живыми или нет.
Ученые сходятся во мнении, что вирус адаптируется к новым условиям, эволюционирует и иногда наносит вред человеку. Это также инфекционный агент, который может размножаться только в организме-хозяине, таком как бактерии, растения или животные.
Граница между жизнью и смертью - это понятие, не имеющее конкретных критериев. Итак, чтобы помочь вам задуматься о том, являются ли вирусы живыми, я расскажу вам о некоторых различных научных определениях жизни.
На протяжении всей истории ученые спорили об определении жизни, и исследователи из разных областей до сих пор расходятся во мнениях. Эти дебаты формируют научное понимание и влияют на решения в области общественного здравоохранения — например, определение того, являются ли вирусы "живыми", влияет на то, как мы разрабатываем вакцины и стратегии по предотвращению их распространения.
Биологи могут порекомендовать вам обратиться к определению жизни, данному Эрвином Шредингером. Шредингер был австрийским физиком, лауреатом Нобелевской премии, который в 1944 году опубликовал книгу под названием "Что такое жизнь?". Он был одним из первых ученых, попытавшихся дать определение жизни, и, возможно, более известен в популярной культуре благодаря своему мысленному эксперименту "Кот Шредингера".
Он предположил, что жизнь - это форма отрицательной "энтропии", научной концепции, которая объясняет, насколько беспорядочно что-либо происходит. В физической системе энтропия/беспорядок всегда будет возрастать, если мы не будем использовать энергию для изменения этого процесса. Шредингер считал, что живые существа создают и поддерживают порядок с помощью энергии.
Например, захламленная спальня сама по себе не убирается, но человек может привести ее в порядок. Организмы делают нечто подобное на молекулярном уровне. ДНК обладает высокой структурой, что позволяет ей хранить генетическую информацию. Белки принимают определенную форму, чтобы функционировать должным образом. Напротив, после того, как организм умирает, его молекулы распадаются, усиливая беспорядок.
Позже, примерно в 1950—х годах, Шредингер пересмотрел свою точку зрения, предположив, что жизнь зависит от свободной энергии. Свободная энергия - это энергия, которая управляет химическими реакциями в живых организмах. Это ознаменовало переход от сосредоточения на порядке (отрицательной энтропии) к выделению энергии как необходимой для жизни.
В середине 20-го века ученые перешли от определения жизни к описанию ее ключевых характеристик. Изучая такие организмы, как бактерии, растения и животные, они выявили общие черты, создав прецедент, которому следуют и по сей день.
Вместо того чтобы искать единое определение, исследователи классифицируют объекты на основе этих признаков. Чтобы решить, является ли вирус живым, исследователи оценивают, насколько он соответствует этим критериям.
Согласно биологии, наименьшей единицей жизни является клетка. Клетка - это независимая единица, которая производит функциональные молекулы (такие как белки и ферменты). Клетки могут самостоятельно использовать свои собственные молекулы для репликации генетического материала. Вирус также обладает генетическим материалом, но для создания функциональных молекул или репликации своего генетического материала ему необходимо использовать ферменты клетки-хозяина.
Проще говоря, вирус не размножается и не функционирует независимо. Таким образом, согласно биологическому определению, вирус нельзя отнести к категории живых организмов.
Но с генетической и эволюционной точки зрения живой организм определяется его способностью к размножению. Человек, у которого нет детей, все еще считается живым, поскольку он является частью генофонда и произошел от людей, у которых были дети. С этой точки зрения вирус является живым, поскольку он может производить аналогичное потомство.
Некоторые ученые также рассматривают метаболизм и выработку энергии как критерии жизнедеятельности. Метаболизм включает катаболизм (расщепление молекул, таких как сахар, в процессе пищеварения) и анаболизм (построение молекул, таких как мышечная ткань), которые связывают энергию и материал. Для этих реакций требуются молекулярные структуры для выработки или использования энергии — структуры, отсутствующие у вирусов.
Означает ли это, что вирусы неживые? Например, амеба использует питательные вещества и ферменты для поддержания жизнедеятельности, в то время как вирусы полностью зависят от хозяина. С этой точки зрения, вирусы не отвечают метаболическим критериям, необходимым для жизни. Однако некоторые утверждают, что, поскольку вирусы нарушают метаболизм хозяина для размножения, они ведут себя как живые существа.
Если рассматривать питательные вещества как источники бесплатной энергии, клетка использует энергию окружающей среды для создания того, что ей нужно. Поскольку клетка поглощает энергию из окружающей среды, она строит и поддерживает свои внутренние структуры, такие как белки и мембраны.
При этом также выделяется побочный продукт — углекислый газ, который способствует нарушению работы внешней среды. Вирусы также делают это. Они создают свои структуры, используя внешнюю среду, в данном случае клетку-хозяина. Побочные продукты жизнедеятельности вирусов могут быть причиной того, что мы заболеваем.
По мере того, как мы исследуем сложности биологии, становится ясно, что определить саму жизнь совсем не просто. Вирусы обладают как живыми, так и неживыми признаками, что влияет на наш подход к лечению, например, противовирусными препаратами, предназначенными для блокирования их репликации внутри клеток-хозяев.
