Hãy tưởng tượng hành tinh Trái đất không có virus. Chúng tôi vẫy một cây đũa phép, và tất cả chúng đều biến mất. Virus dại đột ngột biến mất. Virus bại liệt đã biến mất. Virus Ebola gây chết người ghê tởm đã biến mất. Vi rút sởi, vi rút quai bị và các bệnh khác nhau đã biến mất. Giảm thiểu đáng kể sự khốn khổ và cái chết của con người. HIV đã biến mất, và vì vậy thảm họa AIDS không bao giờ xảy ra. Nipah và Hendra và Machupo và Sin Nombre đã biến mất - đừng bận tâm đến hồ sơ của họ về tình trạng lộn xộn xấu xí. Bệnh sốt xuất huyết, đã khỏi. Tất cả các rotavirus đã ra đi, một niềm thương xót lớn cho trẻ em ở các nước đang phát triển, những người chết hàng trăm nghìn người mỗi năm. Virus Zika, đã biến mất. Sốt vàng davi rút, đã biến mất. Herpes B, do một số con khỉ mang, thường gây tử vong khi truyền sang người, đã biến mất. Không ai bị thủy đậu, viêm gan, bệnh zona, hoặc thậm chí cảm lạnh thông thường nữa. Variola, tác nhân của bệnh đậu mùa? Loại virus đó đã bị tiêu diệt trong tự nhiên vào năm 1977, nhưng giờ đây nó đã biến mất khỏi tủ đông bảo mật cao, nơi lưu trữ các mẫu ma quái cuối cùng. Virus SARS năm 2003, báo động mà chúng ta biết đến báo hiệu kỷ nguyên đại dịch hiện đại, đã biến mất. Và tất nhiên, vi rút SARS-CoV-2 bất chính, nguyên nhân gây ra COVID-19 và có nhiều biến đổi đáng kinh ngạc về tác dụng của nó, khôn lanh, nguy hiểm, rất dễ lây truyền, đã biến mất. Bạn có cảm thấy tốt hơn? Kịch bản này phức tạp hơn bạn nghĩ. Thực tế là, chúng ta đang sống trong một thế giới vi rút -virus đa dạng đến mức khó tin, phong phú vô cùng. Riêng các đại dương có thể chứa nhiều hạt virus hơn các ngôi sao trong vũ trụ có thể quan sát được. Động vật có vú có thể mang ít nhất 320.000 loài vi rút khác nhau. Khi bạn thêm các vi rút lây nhiễm sang động vật không có vú, thực vật, vi khuẩn trên cạn và mọi vật chủ có thể có khác, tổng số lên đến.. rất nhiều. Và ngoài những con số lớn là những hậu quả lớn: Nhiều loại virus trong số đó mang lại những lợi ích thích nghi chứ không gây hại cho cuộc sống trên Trái đất, bao gồm cả cuộc sống con người. Chúng tôi không thể tiếp tục mà không có họ. Chúng ta đã không thể phát sinh từ đống đổ nát nguyên thủy nếu không có chúng. Chẳng hạn, có hai chiều dài DNA có nguồn gốc từ virus và giờ đây nằm trong bộ gen của người và các loài linh trưởng khác, nếu không có nó - một sự thật đáng kinh ngạc - việc mang thai là không thể. Có DNA của virus, nằm trong số các gen của động vật trên cạn, giúp đóng gói và lưu giữ những ký ức - đáng kinh ngạc hơn - trong các bong bóng protein nhỏ. Vẫn còn những gen khác được đồng chọn từ virus góp phần vào sự phát triển của phôi, điều chỉnh hệ thống miễn dịch, chống lại bệnh ung thư - những tác động quan trọng chỉ mới bắt đầu được hiểu. Hóa ra, virus đã đóng những vai trò quan trọng trong việc kích hoạt các quá trình chuyển đổi tiến hóa lớn. Loại bỏ tất cả vi rút, như trong thử nghiệm suy nghĩ của chúng tôi, và sự đa dạng sinh học bao la đang bao trùm hành tinh của chúng ta sẽ sụp đổ như một ngôi nhà gỗ xinh đẹp với mọi chiếc đinh đột ngột bị cắt bỏ. Virus là một loại ký sinh trùng, vâng, nhưng đôi khi sự ký sinh đó giống như sự cộng sinh, sự phụ thuộc lẫn nhau mang lại lợi nhuận cho cả người truy cập và vật chủ. Giống như lửa, vi-rút là một hiện tượng không phải trong mọi trường hợp đều tốt và không phải trong mọi trường hợp đều xấu; chúng có thể mang lại lợi thế hoặc phá hủy. Mọi thứ đều phụ thuộc: Tùy thuộc vào virus, vào tình huống, vào quan điểm tham khảo của bạn. Họ là những thiên thần bóng tối của sự tiến hóa, tuyệt vời và khủng khiếp. Đó là những gì làm cho họ rất thú vị. Để đánh giá cao tính đa dạng của virus, bạn cần bắt đầu với những điều cơ bản về chúng là gì và chúng không phải là gì. Thật dễ dàng hơn để nói những gì họ không phải là. Chúng không phải là tế bào sống. Một tế bào, thuộc loại được tập hợp với số lượng lớn để tạo nên cơ thể của bạn hoặc của tôi hoặc cơ thể của bạch tuộc hoặc hoa anh thảo, chứa bộ máy phức tạp để xây dựng protein, đóng gói năng lượng và thực hiện các chức năng chuyên biệt khác - tùy thuộc vào việc tế bào đó có xảy ra là một tế bào cơ hoặc một tế bào xylem hoặc một tế bào thần kinh. Vi khuẩn cũng là một tế bào, có các thuộc tính tương tự, mặc dù đơn giản hơn nhiều. Virus không phải là một trong số này. Chỉ nói virus là gì đã đủ phức tạp đến mức các định nghĩa đã thay đổi trong 120 năm qua. Martinus Beijerinck, một nhà thực vật học người Hà Lan, người đã nghiên cứu virus khảm thuốc lá, đã suy đoán vào năm 1898 rằng nó là một chất lỏng lây nhiễm. Trong một thời gian, vi rút được xác định chủ yếu bằng kích thước của nó - một thứ nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn nhưng cũng giống như vi khuẩn, có thể gây bệnh. Tuy nhiên sau đó, một loại vi rút được cho là một tác nhân siêu nhỏ, chỉ mang một bộ gen rất nhỏ, nhân lên bên trong các tế bào sống - nhưng đó chỉ là bước đầu tiên để hiểu rõ hơn. "Tôi sẽ bảo vệ một quan điểm nghịch lý," nhà vi trùng học người Pháp André Lwoff đã viết trong "Khái niệm về vi rút", một bài luận có ảnh hưởng được xuất bản vào năm 1957, "cụ thể là vi rút là vi rút". Không phải là một định nghĩa quá hữu ích nhưng là một cảnh báo công bằng - một cách khác để nói "duy nhất đối với chính họ". Anh ta chỉ đang hắng giọng trước khi bắt đầu một cuộc thẩm vấn phức tạp. Lwoff biết rằng virus dễ mô tả hơn là định nghĩa. Mỗi hạt virus bao gồm một đoạn hướng dẫn di truyền (được viết bằng DNA hoặc phân tử mang thông tin khác, RNA) được đóng gói bên trong một viên nang protein (được gọi là capsid). Trong một số trường hợp, capsid được bao quanh bởi một lớp màng bao bọc (giống như caramel trên táo caramel), bảo vệ nó và giúp nó bắt giữ một tế bào. Virus chỉ có thể tự sao chép bằng cách xâm nhập vào một tế bào và điều khiển bộ máy in 3D biến thông tin di truyền thành protein. Nếu tế bào chủ không may mắn, nhiều hạt virus mới được tạo ra, chúng xuất hiện và tế bào bị bỏ lại như một đống đổ nát. Loại thiệt hại đó - chẳng hạn như những gì SARS-CoV-2 gây ra trong các tế bào biểu mô của đường thở của con người - một phần là cách vi-rút trở thành mầm bệnh. Nhưng nếu tế bào vật chủ may mắn, có thể vi-rút chỉ đơn giản định cư vào tiền đồn ấm cúng này - hoặc không hoạt động hoặc tái cấu trúc bộ gen nhỏ của nó vào bộ gen của vật chủ - và bỏ qua thời gian của nó. Khả năng thứ hai này mang nhiều ý nghĩa đối với sự pha trộn của các bộ gen, đối với sự tiến hóa, thậm chí đối với cảm giác về danh tính của chúng ta là con người, một chủ đề mà tôi sẽ quay lại. Một gợi ý, cho đến bây giờ: Trong một cuốn sách nổi tiếng năm 1983, nhà sinh vật học người Anh Peter Medawar và vợ ông, Jean, một biên tập viên, đã khẳng định, "Không có vi rút nào được biết là có lợi cả: Người ta đã nói rõ rằng vi rút là một tác nhân xấu tin tức được gói gọn trong protein.'" Họ đã sai. Rất nhiều nhà khoa học vào thời điểm đó cũng vậy, và nó vẫn là một quan điểm được chấp nhận, có thể hiểu được, bởi bất kỳ ai có kiến thức về virus chỉ giới hạn ở những tin tức xấu như cúm và COVID-19. Nhưng ngày nay một số loại virus được biết là có thể làm tốt. Những gì được bao bọc trong protein là một công văn di truyền, và điều đó có thể trở thành tin tốt hoặc xấu, tùy thuộc. Những con virus đầu tiên đến từ đâu? Điều này đòi hỏi chúng ta phải nhìn lại gần bốn tỷ năm, vào thời điểm mà sự sống trên Trái đất chỉ mới xuất hiện từ một lò nung gồm các phân tử dài, các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn và năng lượng. Giả sử một số phân tử dài (có thể là RNA) bắt đầu tái tạo. Sự chọn lọc tự nhiên của Darwin sẽ bắt đầu từ đó, khi những phân tử đó - những bộ gen đầu tiên - được tái tạo, đột biến và tiến hóa. Tìm kiếm lợi thế cạnh tranh, một số có thể đã tìm thấy hoặc tạo ra sự bảo vệ bên trong màng và thành, dẫn đến những tế bào đầu tiên. Những tế bào này đã sinh ra con cái bằng cách phân hạch, tách đôi. Chúng cũng tách ra theo nghĩa rộng hơn, phân tách để trở thành Vi khuẩn và Cổ khuẩn, hai trong ba lĩnh vực của sự sống tế bào. Thứ ba, Eukarya, xuất hiện sau đó. Nó bao gồm chúng ta và tất cả các sinh vật khác (động vật, thực vật, nấm, một số vi sinh vật) được cấu tạo bởi các tế bào có cấu tạo giải phẫu bên trong phức tạp. Đó là ba chi lớn trên cây sự sống, như được vẽ hiện nay. Nhưng vi rút phù hợp ở đâu? Họ có phải là chi chính thứ tư không? Hay chúng là một loại cây tầm gửi, một loại ký sinh trùng từ nơi khác đến? Hầu hết các phiên bản của cây đều loại bỏ hoàn toàn virus. Một trường phái tư tưởng khẳng định rằng không nên đưa virus vào cây sự sống vì chúng không sống. Đó là một cuộc tranh cãi kéo dài, xoay quanh cách bạn định nghĩa "còn sống". Hấp dẫn hơn là cho phép đưa virus vào trong cái lều lớn có tên là Life, và sau đó tự hỏi về cách chúng xâm nhập vào. Có ba giả thuyết hàng đầu để giải thích nguồn gốc tiến hóa của virus, được các nhà khoa học gọi là virus đầu tiên, thoát ra và giảm thiểu. Đầu tiên là vi rút là khái niệm cho rằng vi rút đã tồn tại trước các tế bào, bằng cách nào đó tự lắp ráp trực tiếp từ lò nấu nguyên thủy đó. Giả thuyết trốn thoát đặt ra rằng các gen hoặc đoạn gen bị rò rỉ ra khỏi tế bào, bị bao bọc trong các nắp protein, và đi lừa đảo, tìm ra một ngách mới là ký sinh trùng. Giả thuyết giảm thiểu cho thấy vi rút có nguồn gốc khi một số tế bào giảm kích thước dưới áp lực cạnh tranh (sẽ dễ nhân bản hơn nếu bạn nhỏ và đơn giản), loại bỏ các gen cho đến khi chúng giảm đến mức tối giản đến mức chỉ bằng cách ký sinh các tế bào thì chúng mới có thể tồn tại. Ngoài ra còn có một biến thể thứ tư, được gọi là giả thuyết chimeric, lấy cảm hứng từ một loại yếu tố di truyền khác: Transposon (đôi khi được gọi là gen nhảy). Nhà di truyền học Barbara McClintock đã suy luận về sự tồn tại của chúng vào năm 1948, một khám phá đã mang lại cho bà giải Nobel. Những yếu tố cơ hội này đạt được thành công theo thuyết Darwin của chúng chỉ đơn giản bằng cách chuyển từ phần này sang phần khác của bộ gen, trong một số trường hợp hiếm hoi là từ tế bào này sang tế bào khác, thậm chí là loài này sang loài khác, sử dụng tài nguyên tế bào để tự sao chép lặp đi lặp lại. Tự sao chép bảo vệ chúng khỏi sự tuyệt chủng ngẫu nhiên. Chúng tích lũy một cách kỳ lạ. Ví dụ, chúng cấu thành gần một nửa bộ gen của con người. Theo ý tưởng này, các virus sớm nhất có thể đã phát sinh từ các yếu tố như vậy bằng cách mượn các protein từ tế bào để bọc bên trong lớp vỏ bọc bảo vệ, một chiến lược phức tạp hơn. Mỗi giả thuyết này đều có giá trị. Nhưng vào năm 2003, bằng chứng mới đã làm nghiêng ngả ý kiến của các chuyên gia về hướng giảm: Virus khổng lồ. Nó được tìm thấy trong amip, là sinh vật nhân thực đơn bào. Những con amip này đã được thu thập trong nước lấy từ một tháp giải nhiệt ở Bradford, Anh. Bên trong một số chúng là đốm màu bí ẩn này. Nó đủ lớn để có thể nhìn thấy qua kính hiển vi ánh sáng (virus được cho là quá nhỏ, chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi điện tử), và nó trông giống như một vi khuẩn. Các nhà khoa học đã cố gắng phát hiện các gen vi khuẩn bên trong nó nhưng không tìm thấy. Cuối cùng, một nhóm các nhà nghiên cứu ở Marseille, Pháp, đã mời thứ lây nhiễm cho các loài amip khác, giải trình tự bộ gen của nó, nhận ra nó là gì và đặt tên nó là Mimivirus, vì nó bắt chước vi khuẩn, ít nhất là về kích thước. Về đường kính, nó rất lớn, lớn hơn cả những con vi khuẩn nhỏ nhất. Bộ gen của nó cũng rất lớn đối với một loại vi-rút, dài gần 1, 2 triệu chữ cái, so với 13.000 đối với vi-rút cúm, hoặc thậm chí 194.000 đối với bệnh đậu mùa. (DNA, giống như RNA, là một phân tử dài được xây dựng với bốn cơ sở phân tử khác nhau, mà các nhà khoa học viết tắt bằng các chữ cái đầu tiên của chúng). Sải cánh dài 4 mét. Jean-Michel Claverie là thành viên cấp cao của đội Marseille. Việc phát hiện ra Mimivirus, Claverie nói với tôi, "đã gây ra rất nhiều rắc rối." Tại sao? Bởi vì việc giải trình tự bộ gen đã tiết lộ 4 gen rất bất ngờ - các gen mã hóa các enzym được cho là duy nhất ở tế bào và chưa từng thấy ở virus. Claverie giải thích, những enzym đó là một trong những thành phần dịch mã di truyền để lắp ráp các axit amin thành protein. "Vì vậy, câu hỏi đặt ra là," Claverie nói, "cái quái gì có virus" đối với những enzym ưa thích đó, thường hoạt động trong tế bào, "khi anh ta có tế bào theo ý mình, được chứ?" Thực sự cần gì? Suy luận hợp lý là Mimivirus có chúng như là vật tổ chức vì dòng dõi của nó có nguồn gốc từ quá trình giảm bộ gen từ một tế bào. Mimivirus không phải là một sự may mắn Các loại virus khổng lồ tương tự cũng sớm được phát hiện ở Biển Sargasso, và cái tên ban đầu đã trở thành một chi, Mimivirus, chứa một số loài khổng lồ. Sau đó, nhóm nghiên cứu của Marseille đã phát hiện thêm hai con khổng lồ - một lần nữa, cả hai đều là ký sinh trùng của amip - một con được lấy từ trầm tích biển nông ngoài khơi Chile, con còn lại từ một cái ao ở Úc. Lớn gấp đôi Mimivirus, thậm chí còn dị thường hơn, chúng được gán cho một chi riêng biệt, mà Claverie và các đồng nghiệp của ông đặt tên là Pandoravirus, gợi lên chiếc hộp của Pandora, như họ đã giải thích vào năm 2013, vì "những điều bất ngờ được mong đợi từ nghiên cứu sâu hơn của họ." Vì vậy, vi rút cho và vi rút lấy đi. Có thể lý do khiến họ khó đặt lên cây sự sống là vì xét cho cùng, lịch sử của sự sống không hoàn toàn có hình dạng giống như một cái cây. Phép loại suy trên cây cối chỉ là cách truyền thống của chúng ta để minh họa sự tiến hóa, được Charles Darwin làm kinh điển. Nhưng Darwin, vĩ đại như ông, không biết gì về chuyển gen theo chiều ngang. Trên thực tế, anh ta không biết gì về gen. Anh ta không biết gì về virus. Mọi thứ rất phức tạp, chúng tôi nhận ra ngay bây giờ. Ngay cả virus, thoạt nhìn có vẻ rất đơn giản nhưng cũng rất phức tạp. Và nếu nhìn thấy tất cả sự phức tạp của chúng mang lại cho con người chúng ta một tầm nhìn rõ ràng hơn về sự kết nối rối rắm của thế giới tự nhiên, nếu việc phản ánh những nội dung virut của chính chúng ta làm mất đi một số sự tách rời cao siêu của chúng ta, thì tôi để bạn nói xem đó có phải là lợi ích không hoặc những tác hại.
