Вирус это кто или что существо или вещество
Тема занятия: Вирусы. Кто они - вещества или существа?
Естествознание так ясно показывает,
что самое таинственное,
самое волшебное протекает необыкновенно просто,
открыто и без всякой магии.
сформировать знания о вирусах как неклеточной формы жизни,
сформировать знания об их строении, составе и особенностях жизнедеятельности;
истории открытия вирусов;
значение вирусов для человека;
познакомить с наиболее распространными вирусами- возбудителями опасных заболеваний человека и мерами их профилактики;
продолжать развивать память, логическое мышление, умение сравнивать, анализировать, делать выводы через разнообразные формы работы на уроке: работе с новыми понятиями, построение умозаключений;
формировать ответственность за свое здоровье и здоровье окружающих.
Урок с использованием технологи критического мышления включает три стадии:
вызов – осмысление- рефлексия.
Вступительное слово учителя.
Задумывались ли вы над тем, что человечеству с самого начала его существования угрожали и угрожают серьезные враги? Эти враги часто сеяли смерть и разили на повал без промаха. Их жертвами стало огромное количество людей на планете погибших от оспы, гриппа, пневмонии, энцефалита, кори, а сейчас от СПИДа.
Эти враги невидимы и появляются неожиданно.
Вопрос учащимся класса: - о чем мы будем с вами сегодня говорить на уроке?
Тема нашего урока : Вирусы. Кто они - вещество или существо?
Как вы считаете, эта тема имеет отношение к каждому из вас, она актуальна?
Слово вирус – переводится с латинского языка яд. Вирус входит в царство VIRA .Наука о вирусах - вирусология. Открыт вирус в 1892году русским ученым Д.И.Ивановским. С конца X IX века ведет свой отсчет наука вирусология. Вирусы представляют собой простейшую форму жизни на Земле, занимая пограничное положение между неживой и живой материей
Еще со времен создателей клеточной теории - Шлейдена и Шванна, с 1838 года все знают, что клеточное строение – основной признак живого. Науке также известно, что вирусы не имеют клеточного строения и могут даже кристаллизоваться. Ребята, какую на ваш взгляд проблему исходя, из темы нашего урока можно сформулировать?
Совместно с учащимися в ходе обсуждения формулируется первый проблемный вопрос.
Зная, что вирус не имеет клеточного строения,
как можно доказать - вирус живое существо или вещество?
( Являются ли вирусы живыми)?
Эту проблему мы с вами решим в конце нашего урока.
Вопрос учащимся класса: - назовите известные вам вирусы?
- какое значение они имеют для человека?
( учащиеся называют известные им вирусы и их значение, на этом этапе учитель выясняет, какие в этой области учащиеся имеют знании).
До сих пор, несмотря на то, что медицина достигла больших высот, некоторые эпидемии (например, гриппа, СПИДа) по-прежнему выводят из строя много людей, нет препаратов против СПИДа. Как вы считаете - почему?
Совместно с учащимися формулируется второй проблемный вопрос урока
Почему трудно вести борьбу с вирусами- возбудителями различных заболевание и полностью их обезопасить?
Ребята, какие вопросы мы с вами должны изучить на нашем уроке, для того чтобы слово
- изучение строения вируса
- изучение значение вирусов,
- определить, что это-вещество или живое существо,
- рассмотреть меры профилактики наиболее распространенных
Ребята, у каждого из вас на столах имеются информационные листы, в которых вы будете в течение всего урока работать. Запишите в отведенном месте на ваших информационных листах тему нашего урока. Цель, которую мы с вами определили и проблемы, которую мы совместно сформулировали и попробуем решить в течение нашего урока. Желаю вам плодотворной и увлекательной работы на уроке.
1892 году русский биолог Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920), работавший в Санкт-Петербурге, доложил на заседании Российской Академии наук о том, что он обнаружил удивительную закономерность .Сок полученный из растений табака, больных мозаичной болезнью, и пропущенный через задерживающий бактерии фарфоровый фильтр, сохранял способность заражать здоровые растения . Исходя из этого факта, ученый предположил , что данный фильтрат содержит либо мельчайшие бактерии, либо выделенные ими ядовитые вещества – токсины.
Вирусы это внутриклеточные паразиты, и вне клетки они не проявляют ни каких свойств. Им характерна маленькая молекулярная масса, отсутствие рибосом простота организации и примитивное строение, они не имеют собственного обмена веществ, вне клетки хозяина не проявляют признаков живого организма и могут кристаллизоваться.
На этом этапе используются технология проблемного обучения, КСО и элементы технологии критического мышления с применением ИКТ. Использую прием создания проблемной ситуации, которая формулируется до объяснения нового материала.
Представьте, что вы находитесь на табачной плантации, где растения поражены неизвестной болезнью. Какими способами можно выявить возбудителя этого заболевания? Предложите пути решения проблемы.
1887г. Крым, плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались сложным абстрактным рисунком, одного листа на другой, от одного растения к другому.
Сельское хозяйство несло убытки.
На место пришествия был направлен молодой ученый. Надо отметить, что расцвет микробиологии пришелся на
конец XIX столетия. Микроскопы есть, методы приготовления
и окраски препаратов известны.
Однако задача оказалась весьма непростой.
Чтобы выявить возбудителя заболевания его необходимо сначала обнаружить. Ребята, представьте себе, что вы находитесь в научно-исследовательской лаборатории. Вам необходимо провести виртуальное исследование, сравнить различные вирусные частицы и изучить внешнее строение вируса возбудителя заболевания табачной мозаики. Вирус табачной мозаики – один из самых изученных вирусов на планете.
Ребята. Мы с вами изучили строение вируса, но решить нашу проблему мы с вами еще не сможем. Все живые организмы способны к размножению. Вирусная частица - неклеточная форма жизни. Она очень просто устроена, и тем неменее она тоже размножается.
Но размножатся, вирус способен, только в клетках других живых организмов.
Рассмотрим цикл развития вируса. Размножение вирусов - процесс многоступенчатый.
Вирус прикрепляется к поверхности восприимчивой клетки.
Вирус вводит свою нуклеиновую кислоту в клетку или сам проникает в клетку полностью, а затем происходит отделение вируса от белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты.
Самовоспроизведение (самосборка) молекул нуклеиновой кислоты из нуклеотидов, накопленных в клетке хозяина.
Синтез вирусных белков и ферментов.
Процесс самосборки вируса .
Сборка вирусных частиц осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных белков, самосборка капсида.
Выход вирусных частиц из пораженной клетки; притом у бактерий происходит распад клетки под влиянием ферментов фага, а у клеток животных, растений и грибов выпячивается оболочка клетки, и вирус выталкивается в окружающую среду.
Новых частиц образуется огромное количество. Эти вирусы заражают новые клетки, и в каждой из них снова повторяется такой многоступенчатый процесс.
Прежде чем мы с вами приступим к следующему этапу, проведем с вами физкультминутку. Я буду называть предложения, а вы если со мной согласны - киваем головой, если нет - пожимаем плечами.
Вирусы - многоклеточные организмы.
Вирусы паразиты других клеток.
Вирусы полезны для человека.
Вирус СПИДа не излечивается.
Открыл вирусы Д.И.Ивановский
Вирус обозначает - яд.
Учащиеся самостоятельно делают вывода. Отвечают на проблемные вопросы, сформулированные в начале урока. Выполняют тест для самопроверки полученных в ходе урока знаний (приложение №4). Оценивают свои знания и урок в целом.
Ребята, мы с вами рассмотрели строение вируса, его жизненный цикл, и значение вирусов. Можем ли мы решить наши проблемные вопросы, которые мы с вами сформулировали в начале нашего урока?
Совместно с учащимися происходит обсуждение проблемных вопросов, и формулируются выводы.
вирусы неклеточные формы примитивные жизни;
занимают пограничное положение между живой и неживой материей;
внутриклеточные паразиты, вне клетки существовать не могут;
живут и размножаются за счет клетки-хозяина;
способны производить себе подобных;
обладают наследственностью и изменчивостью;
вызывают опасные заболевания.
В заключение занятия учащимся предлагается дифференцированное домашнее задание.
1.Подготовить сообщение, о вирусах используя ресурсы Интернет.
2. Составить перечень сайтов Интернета, где можно найти информацию о вирусах;
3.Приготовить презентацию, используя программные средства .
В течение последних 100 лет ученые не раз меняли свое представление о природе вирусов, микроскопических переносчиков болезней.
Вначале вирусы считали ядовитыми веществами, затем - одной из форм жизни, потом - биохимическими соединениями. Сегодня предполагают, что они существуют между живым и неживым мирами и являются основными участниками эволюции.
В конце XIX века было установлено, что некоторые болезни, в том числе бешенство и ящур, вызывают частицы, похожие на бактерии, но гораздо более мелкие. Поскольку они имели биологическую природу и передавались от одной жертвы к другой, вызывая одинаковые симптомы, вирусы стали рассматривать как мельчайшие живые организмы, несущие генетическую информацию.
Низведение вирусов до уровня безжизненных химических объектов произошло после 1935 г., когда Уэнделл Стэнли (Wendell Stanley) впервые закристаллизовал вирус табачной мозаики. Обнаружилось, что кристаллы состоят из сложных биохимических компонентов и не обладают необходимым для биологических систем свойством - метаболической активностью. В 1946 г. ученый получил за эту работу Нобелевскую премию по химии, а не по физиологии или медицине.
Дальнейшие исследования Стэнли четко показали, что любой вирус состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), упакованной в белковую оболочку. Помимо защитных белков у некоторых из них есть специфические вирусные белки, участвующие в инфицировании клетки. Если судить о вирусах только по этому описанию, то они действительно больше похожи на химические субстанции, чем на живой организм. Но когда вирус проникает в клетку (после чего ее называют клеткой-хозяином), картина меняется. Он сбрасывает белковую оболочку и подчиняет себе весь клеточный аппарат, заставляя его синтезировать вирусные ДНК или РНК и вирусные белки в соответствии с инструкциями, записанными в его геном е. Далее происходит самосборка вируса из этих компонентов и появляется новая вирусная частица, готовая инфицировать другие клетки.
 |
| Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) |
Такая схема заставила многих ученых по-новому взглянуть на вирусы. Их стали рассматривать как объекты, находящиеся на границе между живым и неживым мирами. По словам вирусологов Марка ван Регенмортеля (M.H.V. van Regenmortel) из Страсбургского университета во Франции и Брайана Махи (B.W. Mahy) из центров по профилактике заболеваний и контролю за их распространением, такой способ существования можно назвать "жизнью взаймы". Интересен следующий факт: при том, что долгое время биологи рассматривали вирус как "белковую коробку", наполненную химическими деталями, они использовали его способность к репликации в хозяйской клетке для изучения механизма кодирования белков. Современная молекулярная биология во многом обязана своими успехами информации, полученной при изучении вирусов.
Ученые кристаллизовали большинство клеточных компонентов (рибосомы, митохондрии, мембранные структуры, ДНК, белки) и сегодня рассматривают их либо как "химические машины", либо как материал, который эти машины используют или производят. Подобный взгляд на сложные химические структуры, обеспечивающие жизнедеятельность клетки, и стал причиной не слишком большой озабоченности молекулярных биологов статусом вирусов. Исследователи интересовались ими только как агентами, способными использовать клетки в своих целях или служить источником инфекции. Более сложная проблема, касающаяся вклада вирусов в эволюцию, остается для большинства ученых несущественной.
Быть или не быть?
Что означает слово "живой"? Большинство ученых сходятся во мнении, что помимо способности к самовоспроизведению живые организмы должны обладать и другими свойствами. Например, жизнь любого существа всегда ограничивается во времени - оно рождается и умирает. Кроме того, живые организмы имеют определенную степень автономии в биохимическом смысл е, т.е. в какой-то мере полагаются на собственные метаболические процессы, обеспечивающие их веществами и энерги ей, которые и поддерживают их существование.
Вирусы - это паразиты, которые почти целиком зависят от клетки-хозяина. Они используют его энерги ю, необходимую для синтеза нуклеиновых кислот и белков, для дальнейших видоизменений этих белков и их адресной доставки. Без этого вирусы не могли бы размножаться и распространяться в среде. И тогда напрашивается вполне резонный вывод: несмотря на то, что все процессы в клетке после инфицирования регулируются вирусом, сам он - неживой объект, паразитирующий на живых системах с автономным метаболизмом.
Камень, равно как и капелька жидкости, в которой протекают метаболические процессы, но которая не содержит генетического материала и не способна к самовоспроизведению, несомненно, неживой объект. Бактерия же - живой организм, и хотя она состоит всего из одной клетки, она может вырабатывать энерги ю и синтезировать вещества, обеспечивающие ее существование и воспроизведение. Что в этом контекст е можно сказать о семени? Не всякое семя проявляет признаки жизни. Однако, находясь в покое, оно содержит тот потенциал , который получило от несомненно живой субстанции и который при определенных условиях может реализоваться. В то же время семя можно необратимо разрушить, и тогда потенциал останется нереализованным. В этом плане вирус больше напоминает семя, чем живую клетку: у него есть некие возможности, которые могут и не осуществиться, однако нет способности к автономному существованию.
Можно также рассматривать живое и как состояние, в которое при определенных условиях переходит система, состоящая из неживых компонентов, обладающих определенными свойствами. В качестве примера подобных сложных (эмерджентных) систем можно привести жизнь и сознание. Чтобы достичь соответствующего статуса, у них должен быть определенный уровень сложности. Так, нейрон (сам по себе или даже в составе нейрон ной сети) не обладает сознанием, для этого необходим мозг. Но и интактный мозг может быть живым в биологическом смысл е и в то же время не обеспечивать сознание. Точно так же ни клеточные, ни вирусные гены или белки сами по себе не служат живой субстанцией, а клетка, лишенная ядра, сходна с обезглавленным человеком, поскольку не имеет критического уровня сложности. Вирус тоже не способен достичь подобного уровня. Так что жизнь можно определить как некое сложное эмерджентное состояние, включающее такие же основополагающие "строительные блоки", которыми обладает и вирус. Если следовать такой логике, то вирусы, не являясь живыми объектами в строгом смысл е этого слова, все же не могут быть отнесены к инертным системам: они находятся на границе между живым и неживым.
| РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСА |
В октябре 2004 г. французские ученые сделали открытие, показывающее, как близко к этой границе подходят некоторые вирусы. Дидье Раул (Didier Raoult) из Средиземноморского университета в Марселе сообщил о том, что он секвенировал геном самого крупного вируса - мимивируса. Вирус размером с небольшую бактерию инфицирует амеб. Обнаружилось, что у него есть множество генов, о которых раньше думали, что они присутствуют только у клеточных организмов. Некоторые из них участвуют в синтезе белков, кодируемых вирусной ДНК, и, возможно, способствуют кооперации вируса с клеточной системой репликации. По словам автора, опубликовавшего свою работу в журнале Science, невообразимая сложность этой дополнительной части геном а мимивируса наводит на мысль о возможном отсутствии границы между вирусами и клеточными организмами-паразитами.
Вирусы и эволюция
У вирусов есть своя, очень длинная эволюционная история, восходящая к истокам возникновения одноклеточных организмов. Так, некоторые вирусные системы репарации, которые обеспечивают вырезание неправильных оснований из ДНК и ликвидацию повреждений, возникших под действием радикалов кислорода, и т.д., есть только у отдельных вирусов и существуют в неизменном виде миллиарды лет.
Тем не менее большинство специалистов в области эволюционной биологии считают вирусы неживыми объектами и не принимают их во внимание при исследовании эволюционных процессов. Они полагают также, что вирусные гены ранее принадлежали хозяйским клеткам и как-то "улизнули" от них, а затем приобрели белковую оболочку. Таким образом, вирус - это "сбежавшие" хозяйские гены, превратившиеся в паразитов. При таком взгляде на проблему не удивительно, что возможный вклад вирусов в происхождение видов и поддержание их разнообразия остался вне поля зрения ученых. (И в самом деле, из 1205 страниц "Энциклопедии эволюции", очередной том которой вышел в 2002 г., вирусам посвящены всего четыре страницы.)
Исследователи не отрицают, что вирусы играли какую-то роль в эволюции. Но, считая их неживой материей, они ставят их в один ряд с такими факторами, как климатические условия. Такой фактор воздействовал на организмы, которые обладали изменяющимися, генетически детерминируемыми признаками, извне. Организмы, более стойкие к этому влиянию, успешно выживали, размножались и передавали свои гены следующим поколениям.
Однако в действительности вирусы воздействовали на генетический материал живых организмов не опосредованно, а самым что ни на есть прямым образом - они обменивались с ним своими ДНК и РНК, т.е. были игроками на биологическом поле. Большим сюрпризом для врачей и биологов-эволюционистов стало то, что большая часть вирусов оказалась вполне безобидными созданиями, не связанными ни с какими болезнями. Они спокойно дремлют внутри клеток-хозяев или используют их аппарат для своего неспешного воспроизведения без всякого ущерба для клетки. У таких вирусов есть масса ухищрений, позволяющих им избежать недремлющего ока иммунной системы клетки - для каждого этапа иммунного ответа у них заготовлен ген, который этот этап контролирует или видоизменяет в свою пользу.
Более того, в процессе совместного проживания клетки и вируса вирусный геном (ДНК или РНК) "колонизирует" геном хозяйской клетки, снабжая его все новыми и новыми генами, которые в итоге становятся неотъемлемой частью геном а данного вида организмов. Вирусы оказывают более быстрое и прямое действие на живые организмы, чем внешние факторы, которые осуществляют отбор генетических вариантов. Многочисленность популяций вирусов вкупе с их высокой скоростью репликации и высокой частотой мутаций превращает их в основной источник генетических инноваций, постоянно создающий новые гены. Какой-нибудь уникальный ген вирусного происхождения, путешествуя, переходит от одного организма к другому и вносит вклад в эволюционный процесс.
| ВЕЧНО ЖИВЫЕ Вирусы, занимающие промежуточное положение между живым и неживым, проявляют неожиданные свойства. Вот одно из них. Обычно вирусы реплицируются только в живых клетках, но способны расти и в погибших клетках, а иногда даже возвращают последних к жизни. Как ни удивительно, но некоторые вирусы, будучи разрушенными, могут возродиться к "жизни взаймы".
Клетка, у которой уничтожена ядерная ДНК, - настоящий "покойник": она лишена генетического материала с инструкциями о деятельности. Но вирус может использовать для своей репликации оставшиеся целыми компоненты клетки и цитоплазму. Он подчиняет себе клеточный аппарат и заставляет его использовать вирусные гены как источник инструкций для синтеза вирусных белков и репликации вирусного геном а. Уникальная способность вирусов развиваться в погибших клетках наиболее ярко проявляется, когда хозяевами служат одноклеточные организмы, прежде всего населяющие океаны. (Подавляющее число вирусов обитает на суше. По оценкам специалистов, в Мировом океане насчитывается не более 1030 вирусных частиц.) Бактерии, фотосинтезирующие цианобактерии и водоросли, потенциал ьные хозяева морских вирусов, нередко погибают под действием ультрафиолетового излучения, которое разрушает их ДНК. При этом некоторые вирусы ("постояльцы" организмов) включают механизм синтеза ферментов, которые восстанавливают поврежденные молекулы хозяйской клетки и возвращают ее к жизни. Например, цианобактерии содержат фермент, который участвует в фотосинтезе, и под действием избыточного количества света иногда разрушается, что приводит к гибели клетки. И тогда вирусы под названием цианофаги "включают" синтез аналога бактериального фотосинтезирующего фермента, более устойчивого к УФ-излучению. Если такой вирус инфицирует только что погибшую клетку, фотосинтезирующий фермент может вернуть последнюю к жизни. Таким образом, вирус играет роль "генного реаниматора". Избыточные дозы УФ-излучения могут привести к гибели и цианофагов, однако иногда им удается вернуться к жизни при помощи множественной репарации. Обычно в каждой хозяйской клетке присутствует несколько вирусов, и в случае их повреждения они могут собрать вирусный геном по частям. Различные части геном а способны служить поставщиками отдельных генов, которые совместно с другими генами восстановят функции геном а в полном объеме без создания целого вируса. Вирусы - единственные из всех живых организмов, способные, как птица Феникс, возрождаться из пепла. По данным Международного консорциума по секвенированию геном а человека, от 113 до 223 генов, имеющихся у бактерий и человека, отсутствуют у таких хорошо изученных организмов, как дрожжи Sacharomyces cerevisiae, плодовая мушка Drosophila melanogaster и круглый червь Caenorhabditis elegans, которые находятся между двумя крайними линиями живых организмов. Одни ученые полагают, что дрожжи, плодовая мушка и круглый червь, появившиеся после бактерий, но до позвоночных, просто утратили соответствующие гены в какой-то момент своего эволюционного развития. Другие же считают, что гены были переданы человеку проникшими в его организм бактериями. Вместе с коллегами из Института вакцин и генной терапии при Орегонском университете здравоохранения мы предполагаем, что существовал третий путь: исходно гены имели вирусное происхождение, но затем колонизировали представителей двух разных линий организмов, например бактерий и позвоночных. Ген, которым одарила человечество бактерия, мог быть передан двум упомянутым линиям вирусом. Более того, мы уверены, что само клеточное ядро имеет вирусное происхождение. Появление ядра (структуры, имеющейся только у эукариот, в том числе у человека, и отсутствующей у прокариот, например у бактерий) нельзя объяснить постепенной адаптацией прокариотических организмов к изменяющимся условиям. Оно могло сформироваться на основе предсуществующей высокомолекулярной вирусной ДНК, построившей себе постоянное "жилище" внутри прокариотической клетки. Подтверждением этому служит факт, что ген ДНК-полимеразы (фермента, участвующего в репликации ДНК) фага Т4 (фагами называют вирусы, которые инфицируют бактерии) по своей нуклеотидной последовательности близок к генам ДНК-полимераз как эукариот, так и инфицирующих их вирусов. Кроме того, Патрик Фортере (Patrick Forterre) из Южного парижского университета, который исследовал ферменты, участвующие в репликации ДНК, пришел к выводу, что гены, детерминирующие их синтез у эукариот, имеют вирусное происхождение.
Вирусы влияют абсолютно на все формы жизни на Земле, а часто и определяют их судьбу. При этом они тоже эволюционируют. Прямым доказательством служит появление новых вирусов, таких как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД. Вирусы постоянно видоизменяют границу между биологическим и биохимическим мирами. Чем дальше мы будем продвигаться в исследовании геном ов различных организмов, тем больше будем обнаруживать свидетельств присутствия в них генов из динамичного, очень древнего пула. Лауреат Нобелевской премии Сальвадор Лурия (Salvador Luria) в 1969 г. так говорил о влиянии вирусов на эволюцию: "Возможно, вирусы с их способностью включаться в клеточный геном и покидать его были активными участниками процесса оптимизации генетического материала всех живых существ в ходе эволюции. Просто мы этого не заметили". Независимо от того, к какому миру - живому или неживому - мы будем относить вирусы, пришло время рассматривать их не изолированно, а с учетом постоянной связи с живыми организмами. ОБ АВТОРЕ: Два месяца продолжается пандемия нового коронавируса. Каждый уже считает себя экспертом в этой теме. А вам известно, что вирус нельзя убить? Он не живет, поэтому его можно только сломать, разрушить. Вирус не существо, а скорее вещество. Но при этом вирусы умеют общаться, кооперироваться и маскироваться. Эти и другие удивительные научные факты собрали наши друзья из проекта Reminder .
Социальная жизнь вирусовДальнейшие исследования показали, что вирусы способны принимать и более сложные решения. Они могут жертвовать собой во время атаки на иммунную защиту клетки, чтобы обеспечить успех второй или третьей волны наступления. Они способны скоординированно передвигаться от клетки к клетке в транспортных пузырьках (везикулах), обмениваться генным материалом, помогать друг другу маскироваться от иммунитета, кооперироваться с другими штаммами, чтобы пользоваться их эволюционными преимуществами. Велика вероятность, что даже эти удивительные примеры — лишь вершина айсберга, считает Ланьинь Цзэн, биофизик из Техасского университета. Изучить скрытую социальную жизнь вирусов должна новая наука — социовирусология. Речь не идет о том, что вирусы обладают сознанием, оговаривается один из ее создателей микробиолог Сэм Диас-Муньос. Но социальные связи, язык коммуникации, коллективные решения, координация действий, взаимопомощь и планирование — это признаки разумной жизни. Разумны ли вирусы?Сознание — более высокий уровень переработки информации. Тонони называет это интеграцией. Интегрированная информация — нечто, качественно превосходящее простую сумму собранных данных: не набор отдельных характеристик предмета типа желтого цвета, округлой формы и теплоты, а составленный из них образ горящей лампы. У аниматов одно преимущество перед вирусами: они умеют самостоятельно передвигаться. Вирусам приходится перемещаться от носителя к носителю на пассажирских местах в слюне и других физиологических выделениях. Но шансов повысить уровень φ у них больше. Хотя бы потому, что вирусные поколения сменяются быстрее. Оказавшись в живой клетке, вирус заставляет ее штамповать до 10 тысяч своих генетических копий в час. Правда, есть еще одно условие: чтобы интегрировать информацию до уровня сознания, нужна сложная система. Насколько сложной системой можно назвать вирус? Посмотрим на примере нового коронавируса SARS-CoV-2 — виновника нынешней пандемии. По форме он похож на рогатую морскую мину. Снаружи – сферическая оболочка из липидов. Это жиры и жироподобные вещества, которые должны защищать его от механических, физических и химических повреждений; именно они разрушаются от мыла или санитайзера. На оболочке — давшая ему название корона, то есть шиповидные отростки из S-белков, с помощью которых вирус проникает в клетку. Под оболочкой — молекула РНК: короткая цепочка с 29 903 нуклеотидами. (Для сравнения: в нашей ДНК их больше трех миллиардов.) Довольно простая конструкция. Но вирусу и не нужно быть сложным. Главное — стать ключевым компонентом сложной системы. Чего хотят вирусы?Но зачем вообще вирусам это надо: жертвовать собой, помогать друг другу, совершенствовать процесс коммуникации? Какова их цель, если они не живые существа? Как ни странно, ответ имеет прямое отношение к нам. По большому счету вирус — это ген. Первостепенная задача любого гена — максимально копировать себя, чтобы распространиться в пространстве и времени. Но в этом смысле вирус мало чем отличается от наших генов, которые тоже озабочены прежде всего сохранением и тиражированием записанной в них информации. На самом деле сходство даже больше. Мы сами немного вирусы. Примерно на 8%. Столько вирусных генов в составе нашего генома. Откуда они там взялись? Что реликтовые вирусы делают сейчас? Одни никак себя не проявляют. Или нам так кажется. Другие работают: защищают человеческий эмбрион от инфекций; стимулируют синтез антител в ответ на появление в организме чужеродных молекул. Но в общем миссия вирусов гораздо значительнее. Как вирусы общаются с намиМы оказываем друг на друга эволюционное влияние не просто как факторы среды. Наши клетки непосредственно участвуют в сборке и модификации вирусных РНК. А вирусы напрямую контактируют с генами своих носителей, внедряя свой генетический код в их клетки. Вирус — это один из способов общения наших генов с миром. Иногда этот диалог дает неожиданные результаты. История нашей жизни с вирусами рисуется бесконечной войной или гонкой вооружений, пишет антрополог Шарлотта Биве. Этот эпос строится по одной схеме: зарождение инфекции, ее распространение через глобальную сеть контактов и в итоге ее сдерживание или искоренение. Все его сюжеты связаны со смертями, страданиями и страхами. Но есть и другая история. Например, история о том, как у нас появился нейронный ген Arc. Он необходим для синаптической пластичности — способности нервных клеток формировать и закреплять новые нервные связи. Мышь, у которой отключен этот ген, не способна к обучению и формированию долговременной памяти: отыскав сыр в лабиринте, она уже на следующий день забудет к нему дорогу. Чтобы изучить происхождение этого гена, ученые выделили белки, которые он производит. Оказалось, что их молекулы самопроизвольно собираются в структуры, напоминающие вирусные капсиды ВИЧ: белковые оболочки, защищающие РНК вируса. Затем выделяются из нейрона в транспортных мембранных пузырьках, сливаются с другим нейроном и выпускают свое содержимое. Воспоминания передаются как вирусная инфекция. 350–400 млн лет назад в организм млекопитающего попал ретровирус, контакт с которым привел к формированию Arc. А теперь этот вирусоподобный ген помогает нашим нейронам осуществлять высшие мыслительные функции. Может, вирусы и не обретают сознание благодаря контакту с нашими клетками. Но в обратную сторону это работает. По крайней мере, сработало один раз. Понравился материал? Подпишитесь на еженедельную email-рассылку Reminder! Читайте также:
|
