In HG Wells 'Krieg der Welten wurden die Mars-Invasoren von einem Kämpfer besiegt, den keine Seite berücksichtigte - der Erkältung.
Könnte Astronauten, die auf dem Mars landen, etwas Ähnliches passieren? Was wäre, wenn die erste Form des außerirdischen Lebens, der Menschen begegnen, Viren wären? Dies sind die Fragen, die Dale Griffin in Astrobiology gestellt hat.
Biologen betrachten Viren nicht als Lebewesen. Sie sind kleiner als Bakterien (vgl.: 20-300 nm und 500-1.500 nm) und können sich nicht selbst reproduzieren. Dazu müssen sie in die Zelle eindringen und ihre genetischen Werkzeuge verwenden. Trotzdem sind es Viren, die die Welt regieren. Hypochondrien werden wahrscheinlich vor der Tatsache schaudern, dass es derzeit 10 Millionen Billionen Viren auf der Erde gibt und jedes Zehntel in den Ozeanen lebt. Da ihre Replikation vollständig vom Zellleben abhängt, ist es nicht verwunderlich, dass Sie überall dort, wo sich Zellen befinden, Viren finden.
Herr Griffin, Mikrobiologe beim US Geological Survey, glaubt, dass uns eine ähnliche Situation auf anderen bewohnten Planeten begegnen wird: „Ich denke, die Entwicklung des zellulären Lebens auf einem anderen Planeten wird genauso ablaufen wie auf der Erde. Und es wird Viren neben den Zellen geben - in einer umwerfenden Menge."
Er stellt fest, dass Astrobiologen mit dieser Idee noch nicht sehr befreundet sind. Dies ist teilweise auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich Spezialisten in letzter Zeit nur mit den Viren befasst haben, die bei Menschen und Tieren Krankheiten verursachen. Dies ist verständlich, da das Studium von Viren nicht einfach ist.
"Erst vor kurzem verfügen Mikrobiologen über die molekularen Instrumente, um die Häufigkeit und Vielfalt von Viren auf der Erde zu messen", sagt Griffin. Das Problem ist, dass terrestrische Viren in den meisten Fällen zu Symbionten ihrer Wirte geworden sind - weshalb sich beispielsweise eine Person nicht von einem Hund erkälten kann und umgekehrt. Für eine detaillierte Untersuchung von Viren ist es daher erforderlich, eine Wirtszelle im Labor zu züchten (normalerweise spielt ein Bakterium diese Rolle), aber der Wirt (die Wirte) vieler Viren ist noch unbekannt (unbekannt). Infolgedessen ist die Untersuchung von Viren auf der Erde langsam. Dies wird auch von Chris Impey von der University of Arizona (USA) anerkannt, der mehrere Bücher über Astrobiologie geschrieben hat: „Da die meisten Arten von Bakterien schwer zu züchten sind,Wir haben immer noch keine Ahnung von dem gesamten Komplex symbiotischer Beziehungen zwischen Bakterien und Viren."
Aber die Zeiten ändern sich und Mr. Griffin glaubt, dass es Zeit ist, über außerirdische Viren nachzudenken. Der Biologe Kenneth Stedman von der Portland University (USA) ist bereit, seinen Kollegen zu unterstützen. "Viren, und das ist offensichtlich, haben großen Einfluss auf das Leben auf der Erde", betont er. - Es bleibt die Frage, wie wichtig Viren für das Leben sind, aber ohne sie wäre das Leben auf der Erde definitiv völlig anders. Ich wäre überrascht, wenn sie ein Leben ohne Viren finden würden, es wird eine sehr interessante Wendung."
Laut Griffin ist die Frage nicht, ob Viren dort existieren, wo Leben existiert (natürlich werden wir das Leben lange vor den damit verbundenen Viren entdecken). Wir können Viren in der Anfangs- und Endphase der Evolution des Lebens auf dem Planeten finden.
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Es ist nicht bekannt, wann Viren auf der Erde aufgetaucht sind, aber es ist sicher zu wetten, dass sie aus der Antike stammen. Vielleicht haben sie die Evolution vorangetrieben, um Zellen zu schaffen. Durch das Eindringen in eine Zelle packt das Virus sein eigenes genetisches Material aus, das es versucht, an das Zellgenom zu binden. Wenn die Replikation erfolgreich ist, erfasst das dankbare Virus, das aufleuchtet, ein bisschen genetische Information und überträgt sie von Zelle zu Zelle, von Organismus zu Organismus. Der Genaustausch treibt die Evolution an.
Viren sind natürlich schädlich, aber nicht nur. Wenn beispielsweise eine Zelle durch ultraviolettes Licht beschädigt wird, kann ein Virus mit Genen für UV-Resistenz diese an die Zelle weitergeben und versucht, die Wunden zu heilen. Umgekehrt können beschädigte Viren die Replikationsfähigkeit wiederherstellen, wenn eine Zelle mit zahlreichen Viren befallen ist, die somit genetische Informationen austauschen und dadurch ein vollständiges virales Genom produzieren können.
Viren sind daher extrem robust. „Sie sind hartnäckig, passen sich gut an neue Bedingungen an und können lange Zeit bis zu besseren Zeiten im Winterschlaf bleiben“, erklärt Impi. Obwohl Viren außerhalb der Wirtszelle inert sind, können sie unter extremen Bedingungen überleben, und es gibt viele Beispiele dafür. Angenommen, Viren wurden in heißen Quellen im Yellowstone-Nationalpark in den USA bei 93 ° C gefunden. Gleichzeitig überleben sie in sehr salzigem Meerwasser bei -12 ° C, und das Grippevirus wird in Labors bei -70 ° C gelagert, und er beschwert sich nicht. In Abwesenheit einer Zelle ist Wasser nicht erforderlich: Viren bleiben einfach inaktiv, und wenn sie beispielsweise durch Strahlung nicht zerstört werden, warten sie ruhig, bis sie in die Zelle gelangen.
Stellen wir uns einen Planeten vor, auf dem das Leben längst verschwunden ist. Gehen wir nicht weit, nehmen wir den Mars. Obwohl noch nicht nachgewiesen wurde, dass dort in dieser hypothetischen Zeit, als unser Nachbar warm und feucht war, Leben existierte, gehen wir davon aus, dass primitive Mikroorganismen Zeit hatten, aufzutreten, und dass sie von Viren begleitet wurden. Auf der Erde sind die meisten Viren wirtsspezifisch, und Mr. Griffin behauptet, dass dies auch auf anderen Planeten der Fall sein wird. Aber dann starb das Leben auf dem Mars aus (oder fast ausgestorben), und die Viren standen vor einem ernsthaften Problem. Wenn sie so spezifisch bleiben, verschwinden sie zusammen mit ihren Herren. Wenn sie die Fähigkeit erwerben können, in die erste Zelle einzudringen, die sie finden, und genetische Informationen damit auszutauschen, überleben sie.
Daher ist es durchaus möglich, dass auf dem Mars (falls noch etwas übrig ist) solche universellen Soldaten auf uns warten, die eine ernsthafte biologische Gefahr darstellen. Wenn Sie Geräte dorthin schicken, um nach Leben zu suchen, müssen Sie sie wahrscheinlich auch lehren, Viren zu erkennen.
Herr Griffin hat ein paar Ideen, wie das geht. Es gibt Konzentratoren, die auf mikroelektromechanischen Systemen basieren und in der Chromatographie und Spektroskopie eingesetzt werden. Sie werden durch mikroskopische Separatoren, Nukleinsäuresequenzer und Mikroskope unterstützt. Nehmen Sie eine Bodenprobe und suchen Sie nach Formationen, die wie Viren aussehen. Gleichzeitig werden wir Zellen finden, Abschnitte von DNA und RNA (oder was auch immer sie haben) entschlüsseln und verstehen, wie ähnlich sie den Gegenstücken der Erde sind.
Es gibt mindestens einen anderen Ort im Sonnensystem, an dem Viren gleich werden. du musst nur warten. In ein paar Milliarden Jahren wird die Helligkeit der Sonne zunehmen, die Erde wird sich erwärmen, Pflanzen werden austrocknen und sterben, die Ozeane werden wegkochen, das Leben wird verschwinden. Viren allein gehen nirgendwo hin. Unter Bedingungen eines Mangels an Zellmaterial lernen sie, ihren Nachbarn zu lieben und tauschen Gene mit nur jedem aus. Altruismus - dies ist die Note, auf der das Lied des Lebens endet, wenn die Sonne so heiß wird, dass selbst Viren es nicht aushalten können. Das Zusammenspiel von Viren und Zellen - hier beginnt und endet die Evolution, obwohl zwischen diesen Stadien Milliarden von Jahren schrecklichen Wettbewerbs vergehen.
"Die Untersuchung von Viren hat das Potenzial, die Astrobiologie zu revolutionieren", sagt Kollege Impi. "Griffins Arbeit könnte ein guter Ausgangspunkt sein."
