In HG Wells 'War of the Worlds werden de Martiaanse indringers verslagen door een jager met wie geen van beide partijen rekening hield: de verkoudheid.
Kan iets soortgelijks gebeuren met astronauten die op Mars landen? Wat als de eerste vorm van buitenaards leven die mensen tegenkomen virussen zijn? Dit zijn de vragen die Dale Griffin in Astrobiology stelt.
Biologen beschouwen virussen niet als levende wezens. Ze zijn kleiner dan bacteriën (vergelijk: 20-300 nm en 500-1.500 nm) en kunnen zichzelf niet voortplanten: hiervoor moeten ze de cel binnendringen en de genetische hulpmiddelen gebruiken. Niettemin zijn het virussen die de wereld beheersen. Hypochonders zullen waarschijnlijk huiveren van het feit dat er op dit moment 10 miljoen triljoen triljoen virussen op aarde zijn en dat elke tiende in de oceanen leeft. Aangezien hun replicatie volledig afhankelijk is van het celleven, is het niet verwonderlijk dat overal waar cellen zijn, virussen voorkomen.
De heer Griffin, een microbioloog bij de US Geological Survey, gelooft dat een soortgelijke situatie ons zal ontmoeten op andere bewoonde planeten: “Ik denk dat de evolutie van cellulair leven op een andere planeet hetzelfde zal verlopen als op aarde. En er zullen virussen naast de cellen zijn - in een verbijsterende hoeveelheid."
Hij merkt op dat astrobiologen nog niet erg vriendelijk zijn met dit idee. Dit komt onder meer doordat specialisten zich de laatste tijd alleen bezig houden met die virussen die ziekten bij mens en dier veroorzaken. Dit is begrijpelijk, want het bestuderen van virussen is niet eenvoudig.
"Het is pas zeer recent dat microbiologen de moleculaire instrumenten hebben om de overvloed en diversiteit van virussen op aarde te meten", zegt de heer Griffin. Het probleem is dat terrestrische virussen in de meeste gevallen zijn veranderd in symbionten van hun gastheren - daarom kan iemand bijvoorbeeld niet verkouden worden van een hond en vice versa. Daarom is het voor een gedetailleerde studie van virussen nodig om een gastheercel in het laboratorium te laten groeien (meestal speelt een bacterie deze rol), maar de gastheer (s) van veel virussen is nog onbekend (onbekend). Als gevolg hiervan verloopt de studie van virussen op aarde traag. Dit wordt ook erkend door Chris Impey van de Universiteit van Arizona (VS), die verschillende boeken over astrobiologie heeft geschreven: “Aangezien de meeste soorten bacteriën moeilijk te kweken zijn,we hebben nog steeds geen idee van het hele complex van symbiotische relaties tussen bacteriën en virussen."
Maar de tijden veranderen en meneer Griffin gelooft dat het tijd is om na te denken over buitenaardse virussen. Bioloog Kenneth Stedman van Portland University (VS) staat klaar om zijn collega te ondersteunen. "Virussen, en dit is duidelijk, hebben een grote invloed op het leven op aarde", benadrukt hij. - De vraag blijft hoe belangrijk virussen zijn voor het leven, maar het leven op aarde zou zonder hen beslist compleet anders zijn. Het zou me verbazen als ze een leven zonder virussen vinden, het wordt een heel interessante wending."
Volgens dhr. Griffin is de vraag niet of virussen zullen bestaan waar het leven bestaat (natuurlijk zullen we het leven ontdekken lang voordat de bijbehorende virussen ontstaan). We kunnen virussen vinden in de begin- en eindfase van de evolutie van het leven op aarde.
Promotie video:
Het is niet bekend wanneer virussen op aarde zijn verschenen, maar het is veilig om te wedden dat ze in de oudheid zijn ontstaan. Misschien waren zij het die de evolutie ertoe hebben aangezet om cellen te creëren. Door een cel binnen te vallen, pakt het virus zijn eigen genetisch materiaal uit, dat het probeert te hechten aan het cellulaire genoom. Als de replicatie succesvol is, legt het dankbare virus, dat oplicht, een stukje genetische informatie vast en draagt het over van cel naar cel, van organisme naar organisme. Genuitwisseling stimuleert evolutie.
Virussen zijn natuurlijk schadelijk, maar niet alleen. Als een cel bijvoorbeeld is beschadigd door ultraviolette straling, kan een virus met genen voor UV-resistentie deze doorgeven aan de cel en zal het proberen de wonden te genezen. Omgekeerd kunnen beschadigde virussen het replicatievermogen herstellen als een cel wordt besmet met talrijke virussen, die zo genetische informatie kunnen uitwisselen en daardoor een volledig viraal genoom kunnen produceren.
Als gevolg hiervan zijn virussen extreem winterhard. "Ze zijn persistent, passen zich goed aan nieuwe omstandigheden aan en kunnen lange tijd in winterslaap blijven tot betere tijden", legt dhr. Impi uit. Hoewel virussen buiten de gastheercel inert zijn, kunnen ze in extreme omstandigheden overleven, en er zijn veel voorbeelden. Laten we zeggen dat virussen zijn gevonden in warmwaterbronnen in Yellowstone National Park in de Verenigde Staten bij 93 ° C. Tegelijkertijd overleven ze in zeer zout zeewater van -12 ° C, en wordt het griepvirus opgeslagen in laboratoria bij -70 ° C, en hij klaagt niet. Bij afwezigheid van een cel is water niet nodig: virussen blijven gewoon inactief en als ze niet worden vernietigd, bijvoorbeeld door straling, wachten ze rustig tot ze de cel binnenkomen.
Laten we ons een planeet voorstellen waarop het leven allang is verdwenen. Laten we niet ver gaan, laten we Mars nemen. Hoewel nog niet is bewezen dat daar leven bestond tijdens die hypothetische periode dat onze buurman warm en vochtig was, gaan we ervan uit dat primitieve micro-organismen tijd hadden om te verschijnen en dat ze vergezeld gingen van virussen. Op aarde zijn de meeste virussen gastheerspecifiek, en meneer Griffin beweert dat dit hetzelfde zal zijn op andere planeten. Maar toen werd het leven op Mars uitgestorven (of bijna uitgestorven), en de virussen werden geconfronteerd met een ernstig probleem. Als ze zo specifiek blijven, zullen ze samen met hun meesters verdwijnen. Als ze het vermogen kunnen verwerven om de eerste cel die ze tegenkomen binnen te dringen en er genetische informatie mee uit te wisselen, zullen ze overleven.
Daarom is het heel goed mogelijk dat op Mars (als er überhaupt nog iets over is) dergelijke universele soldaten op ons wachten, die een ernstig biologisch gevaar vormen. Als je apparatuur daarheen stuurt om naar leven te zoeken, moet je het ook leren om virussen te detecteren.
Meneer Griffin heeft een paar ideeën om dit te doen. Er zijn concentrators gebaseerd op micro-elektromechanische systemen die worden gebruikt bij chromatografie en spectroscopie. Ze zullen worden geholpen door microscopisch kleine scheiders, nucleïnezuursequencers en microscopen. Neem een bodemmonster en zoek naar formaties die op virussen lijken. Tegelijkertijd zullen we cellen vinden, delen van DNA en RNA ontcijferen (of wat ze ook hebben) en begrijpen hoe vergelijkbaar ze zijn met de tegenhangers van de aarde.
Er is tenminste één andere plaats in het zonnestelsel waar virussen hetzelfde zullen worden; je moet gewoon wachten. Over ongeveer een paar miljard jaar zal de helderheid van de zon toenemen, de aarde zal opwarmen, planten zullen opdrogen en afsterven, de oceanen zullen wegkoken, leven zal verdwijnen. Virussen alleen gaan nergens heen. Bij gebrek aan cellulair materiaal zullen ze leren hun naaste lief te hebben en genen uitwisselen met iedereen. Altruïsme - dit is de toon waarop het levenslied zal eindigen als de zon zo heet wordt dat zelfs virussen er niet tegen kunnen. De vereniging van virussen en cellen - dit is waar evolutie begint en eindigt, hoewel miljarden jaren van verschrikkelijke concurrentie tussen deze stadia verstrijken.
"De studie van virussen kan de astrobiologie radicaal veranderen", zegt collega Impi. "Het werk van Griffin zou een goed uitgangspunt kunnen zijn."
