Пандемия COVID-19 показала, что, несмотря на развитие медицины, мы оказались беззащитны перед новым вирусом. Однако мир не первый раз сталкивается с подобным вызовом: чуть более 100 лет назад от испанки погибло больше людей, чем в Первую мировую войну. В издательстве «Альпина Паблишер» выходит американского историка Джона Барри, посвященная событиям вековой давности. «Вокруг света» публикует отрывок из книги.
***
Никто и никогда доподлинно не узнает, действительно ли пандемия гриппа 1918–1919 гг. началась в округе Хаскелл штата Канзас. На этот счет есть и другие гипотезы. Однако Фрэнк Макфарлейн Бёрнет, австралийский вирусолог и нобелевский лауреат, переживший испанку и всю жизнь изучавший грипп, позже пришел к выводу, что имеющиеся данные «убедительно свидетельствуют», что пандемия гриппа 1918 г. началась в Соединенных Штатах, а его распространение было «тесно связано с условиями военного времени, а в особенности с прибытием американских военных во Францию». С Бёрнетом согласны и многие другие ученые. Действительно, есть все основания утверждать, что первая крупная вспышка гриппа в Америке произошла именно в Кэмп-Фанстон, а постоянные перемещения людей между зараженным Хаскеллом и Кэмп-Фанстон достаточно однозначно указывают на Хаскелл как на первичный очаг инфекции.
Однако для того, чтобы понять, что произошло дальше (вне зависимости от того, где началась пандемия), надо сначала разобраться, что такое вирусы и что такое популяции вирусов-мутантов — квазивиды.
Собственно, вирусы, существующие как бы на обочине жизни, и сами по себе загадка. Это не просто очень маленькие бактерии. Бактерии представляют собой одноклеточный организм — то есть они живые. У бактерии есть обмен веществ, ей нужна пища, она выделяет отходы и размножается делением.
Вирусы — сами по себе — не едят, не потребляют кислород для производства энергии. Они не участвуют ни в одном процессе, который можно было бы назвать метаболическим. Вирусы не выделяют отходов. У них нет пола. Они не синтезируют никаких побочных соединений — ни случайно, ни целенаправленно. Они не умеют даже независимо размножаться. Таким образом, вирус — это нечто меньшее, чем полноценный живой организм, но и нечто большее, чем инертный агрегат химических соединений.
Существует несколько гипотез их происхождения, и не все из них взаимоисключающие. В поддержку каждой гипотезы существуют веские аргументы, и вполне возможно, что разные вирусы возникали разными путями.
Есть ученые (их меньшинство), считающие, что вирусы возникли независимо — как наиболее примитивные молекулы, способные к самовоспроизведению. Если это так, то, значит, из них могли развиться более сложные формы жизни. Однако большинство вирусологов придерживаются противоположного мнения: вирусы возникли как более сложные — клеточные — организмы, а затем развились, или, точнее сказать, регрессировали, в более простые структуры. Такая гипотеза, пожалуй, подтверждается строением некоторых организмов, таких, например, как риккетсии — внутриклеточные паразиты. В прошлом риккетсии приравнивали к вирусам, но теперь ученые полагают, что эти существа занимают промежуточное положение между вирусами и бактериями. Считается, что в какой-то момент своей эволюции риккетсии утратили некоторые функции, необходимые для независимого существования. Палочки Хансена — возбудители лепры (проказы) — тоже, как представляется, утратили свою былую сложность: жизненно важных функций в ходе движения к простоте стало меньше. Есть и третья гипотеза: некоторые ученые полагают, что вирусы когда-то были частью клетки, одной из ее органелл, а затем отделились от нее и начали развиваться самостоятельно.
Но вирусы, каково бы ни было их происхождение, обладают только одной способностью — способностью к саморепликации. Однако, в отличие от других форм жизни (если считать вирус формой жизни), вирус делает это не самостоятельно. Он проникает в клетки, обладающие энергетическими ресурсами, а затем, словно незваный кукловод, подчиняет их себе и заставляет продуцировать тысячи, а порой и сотни тысяч новых вирусов. Это у него в генах.
У большинства живых существ гены располагаются вдоль длинной нитевидной молекулы ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты. Однако многие вирусы — включая вирусы гриппа, иммунодефицита человека и коронавирусы — кодируют свои гены в РНК, рибонуклеиновой кислоте: это более простое, но при этом менее устойчивое соединение.
Гены можно уподобить компьютерной программе: если последовательность битов в компьютерном коде сообщает компьютеру, что он должен делать — запустить текстовый редактор, игру или поиск в интернете, то гены сообщают клетке, что она должна делать.
Компьютерный код пишется на двоичном языке, в нем всего два символа. Генетический код использует язык, в алфавите которого четыре буквы — A , G , C и T , каждая из которых представлена особым химическим соединением — аденином, гуанином, цитозином и тимином (в ДНК; в РНК тимин замещается другим соединением — урацилом).
ДНК и РНК представляют собой цепи из этих соединений, последовательно связанных друг с другом. Грубо говоря, это просто очень длинные последовательности букв. Иногда эти буквы не составляются ни в слова, ни в предложения, то есть не имеют никакого смысла: действительно, 97% человеческой ДНК не содержит генов. Это так называемая «мусорная» ДНК (в 2012 году ученые обнаружили, что 80% «мусорной» ДНК выполняет регулирующие функции. Они выявили там четыре миллиона «переключателей» — областей, управляющих активностью генов. Термин «„мусорная“ ДНК» утратил свою актуальность. — П рим. ред. ).
Но если из букв складываются осмысленные слова и предложения, значит, получившаяся последовательность по определению является геном.
Когда находящийся в клетке ген активируется, он приказывает клетке начать синтез определенных белков. Белки могут использоваться тканями как «кирпичи», строительные блоки. (Белки, которые мы едим, как правило, идут именно на «строительство» тканей.) Но белки также играют чрезвычайно важную роль в большинстве протекающих в организме химических реакций, а также выступают в роли сигналов начала и прекращения различных процессов.
После успешного проникновения в клетку вирус встраивает свои гены в ее геном, после чего вирусные гены перехватывают «командование», отключая активность генов клетки. Внутриклеточные механизмы начинают делать то, что нужно вирусным генам, а не то, что необходимо клетке для себя.
Так клетка начинает производить сотни тысяч вирусных белков, которые, связываясь с новыми копиями вирусного генома, образуют новые вирусы. После этого вирусы покидают клетку. «Клетка-хозяйка» в ходе этого процесса почти всегда погибает — как правило, в тот момент, когда вирусы разрывают клеточную мембрану и вырываются наружу, чтобы атаковать другие клетки.
И хотя вирусы выполняют только одну задачу, их нельзя назвать простыми. Они не просты и не примитивны. Эти высокоразвитые, изящные в своей целеустремленности сущности выполняют свои функции более эффективно, чем какие бы то ни было другие живые — по-настоящему живые — существа. Вирусы стали почти совершенными инфицирующими организмами. А самые совершенные вирусы — без сомнения, вирусы гриппа.
Фото: «Альпина Паблишер», Getty Images
