Ewa Parylak/Shutterstock.com Viren haben uns seit ihrer ersten Entdeckung vor über einem Jahrhundert verrückt gemacht, aber sind diese mikroskopisch kleinen Proteinpiraten noch am Leben?
Darauf können Sie wetten, wenn Sie bereit sind, über den Tellerrand hinaus zu denken.
Guten Morgen, FRAU GREN
Schule Biologie wird häufig vorgestellt mit einem Akronym wie „MRS GREN“ mit dem Ziel, den Schülern einige Eigenschaften beizubringen, die alle Lebewesen definieren;
- Bewegung: Alle Lebewesen bewegen Dinge
- Atmung: Alle Lebewesen nutzen eine Energieveränderung
- Empfindung: Alle Lebewesen reagieren auf Veränderungen in der Umwelt
- Wachstum: Alle Lebewesen sammeln Materialien, um zu wachsen und zu reparieren
- Fortpflanzung: Alle Lebewesen fertigen unvollkommene Kopien an
- Ausscheidung: Alle Lebewesen scheiden Nebenprodukte ihres Stoffwechsels aus
- Ernährung: Alle Lebewesen nehmen neue Materialien auf
Natürlich dauert es nicht lange, bis wir erkennen, dass die Realität etwas komplizierter ist.
Viren bestehen möglicherweise aus der gleichen kohlenstoffbasierten Grundchemie wie alle anderen Lebewesen auf diesem Planeten, können jedoch nur funktionieren, indem sie die Zellmaschinerie anderer Organismen kapern.
Für sich genommen sind sie so MRS GREN wie ein Haustier.
Als unsere Naturwissenschaftslehrer uns zu einer Debatte anregten: Gehören Viren zum Stammbaum des Lebens mit Welpen und Teichabschaum oder sind sie etwas ganz anderes?
Virus gegen Virion
Schlagen Sie in Ihrem gewöhnlichen Mikrobiologie-Lehrbuch nach, und es besteht eine gute Chance, dass Sie das Wort „Virus“ in der Kennzeichnung eines finden verschwommenes Foto von etwas, das wie der Außerirdische aussieht Krieg der Welten , wenn nicht ein Polyeder oder ein irgendeine lange Rute .
Aber gem Adrian Gibbs , ein Experte für Virusevolution von der Australian National University, sagt: Wenn wir Viren nur so betrachten, ignorieren wir die halbe Wahrheit.
Hans-Wolfgang Ackermann/Wikimedia
„Viren sind subzelluläre Organismen, die einen zweiphasigen Lebenszyklus haben – eine Phase, die Ausbreitungsphase, besteht aus.“ Virionen (Partikel), die die Zellen ihres Wirts infizieren“, erklärte er Energyeffic.
„Das in den Virionen enthaltene Genom übernimmt dann den Stoffwechsel des Wirts und weist ihn an, mehr Virionen zu produzieren.“
Es ist das Virion – die frei schwebende, nicht metabolisierende Kiste mit genetischem Material – das wir uns normalerweise vorstellen, wenn wir an ein Virus denken.
Aber wenn wir uns das Virus nur als eine mikroskopisch kleine Kiste mit relativ inaktiven Chemikalien vorstellen, übersehen wir das Gesamtbild. Das Virus umfasst auch die Fortpflanzungsprozesse innerhalb der Zelle seines Wirts, selbst wenn es sich dabei um Mechanismen handelt, die aus dem Genom eines anderen Organismus stammen.
„Virale Gene sind nicht lebender oder toter als alle anderen Gene – nur wenn man denkt, dass die Virionen ‚das Virus‘ sind, stellt sich die uralte Frage nach Leben oder Tod“, sagt Gibbs.
Biologie oder Chemie?
Ein Teil des Problems besteht darin, dass wir gerne Linien um die Außenseite eines Organismus ziehen und uns vorstellen, dass diese individuelle Einheit, die von einem einzigen Satz von Genen erzeugt wird, der beste Weg ist, das Leben auf der Erde aufzuteilen.
Die Natur scheint das nicht so zu sehen.
„Virusähnliche Gene machen einen großen Teil des Genoms vieler Zellorganismen aus und sind wahrscheinlich an deren Evolution beteiligt“, sagt Gibbs.
Tatsächlich sogar so viel knapp über 8 Prozent unseres eigenen Genoms könnten die Überreste alter Viren sein, die über Generationen hinweg weitergegeben wurden, nachdem sie einen alten Vorfahren infiziert hatten.
Biologen überdenken derzeit die Definition von Biodiversität, um sich stärker darauf zu konzentrieren die Gesamtzahl der Merkmale innerhalb eines Ökosystems und nicht die Anzahl der Arten. Die Idee eines Organismus als Grundeinheit des Lebens dürfte also ausgedient haben.
Viren sind lebendig, schon allein deshalb, weil das Leben ein weitverbreitetes System sich entwickelnder Chemie ist.
Nicht alle sind mit dieser Unterscheidung einverstanden, da sie darauf beruht, dass Viren wie Steine auch andere sind habe nicht selbstgenerierte oder sich selbst tragende Handlungen.
„Ich glaube nicht, dass Viren als lebend gelten.“ „Sie sind im Wesentlichen inaktiv, es sei denn, sie kommen mit einer lebenden Zelle in Kontakt“, sagt Amesh Adalja, ein Arzt für Infektionskrankheiten am Johns Hopkins Center for Health Security. erzählte WordsSideKick.com.
„Es gibt einige Eigenschaften von Viren, die sie an die Grenze [des Überlebens] bringen – sie haben genetisches Material: DNA oder RNA.“ Es ist nicht dasselbe wie ein Stein, aber es ist eindeutig nicht dasselbe wie sogar Bakterien, was diese selbsterhaltende und selbsterzeugte Wirkung angeht.“
Doch wie sinnvoll ist die Unterscheidung zwischen Leben und Nichtleben überhaupt? Wo sollten wir die Grenze zwischen lebender und nichtlebender Chemie ziehen? Und sollte es uns in Zukunft überhaupt interessieren?
Es ist das Leben, Jim, aber nicht so, wie wir es kennen
„Menschen klassifizieren gerne Dinge – das hilft uns, die Welt um uns herum zu verstehen“, sagt er Claudia Vickers , Forscher auf dem Gebiet der synthetischen Biologie an der University of Queensland und Direktor der Synthetic Biology Future Science Platform für CSIRO.
„Aber oft funktioniert die Natur nicht so.“
In der synthetischen Biologie trifft Technik auf die Natur, indem sie biologische Komponenten wie DNA nimmt und sie neu formt, um etwas Neues zu schaffen.
„Das Leben besteht aus chemischen Bausteinen – DNA, RNA, Proteine und andere Zellteile sind Chemikalien und im Allgemeinen Polymerchemikalien; Sie sind so angeordnet und arbeiten so zusammen, dass sie die Eigenschaften bereitstellen, die wir gemeinsam als „Leben“ in lebenden Organismen bezeichnen“, sagte Vickers gegenüber Energyeffic.
„Vielleicht wäre es also einfacher, Chemie und Biologie als Kontinuum zu betrachten, das eine Grauzone einschließt, in der Dinge wie Viren vorkommen.“
In Zukunft werden wir neue „Zwischenprodukte“ entwickeln, die auf dem Kontinuum zwischen Chemie und Biologie liegen. Und wir haben bereits einen guten Anfang gemacht und eine entwickelt sechsbuchstabiger genetischer Code Das passt nicht in das aus vier Buchstaben bestehende genetische System, das der Rest der Biosphäre verwendet.
Wenn wir auf der Suche nach Prozessen, die der Biologie auf der Erde ähneln, zu den Sternen blicken, werden wir wahrscheinlich eine noch größere Vielfalt an Wechselwirkungen, Verbindungen und organischen Suppen finden, die nicht in die diskrete Dichotomie von Lebendigkeit und Nichtlebendigkeit fallen.
Leben Viren? Ja, wenn Sie die Natur gerne ordentlich verpackt haben.
Aber vielleicht ist es an der Zeit, Frau Gren in den Ruhestand zu schicken, und damit auch die uralte Frage, wo wir die Grenze zwischen Biologie und der einfachen Chemie ziehen sollen.