Кто самые маленькие живые существа на Земле? Как вироиды и обелиски ставят под сомнение понятие жизни

Представьте себе мир, где привычные законы биологии дают сбой. Мир, населенный сущностями настолько примитивными, что они едва ли вписываются в наше представление о живом. Добро пожаловать в реальность, где вироиды — крошечные молекулы РНК, лишенные даже белковой оболочки, — бросают вызов самим основам науки о жизни.

История их открытия — это история удивительных случайностей и упорного научного поиска. В далеком 1967 году Теодор Динер, пытаясь найти возбудителя опасной болезни картофеля, столкнулся с чем-то совершенно необъяснимым. Это «что-то» оказалось меньше вируса, проще, чем можно было себе представить — одинокая молекула РНК, способная к самовоспроизведению внутри растительной клетки. Динер назвал свое открытие вироидом, и на десятилетия о нем… забыли.

Тихое пробуждение гигантов микромира

Вироиды, эти «молекулярные партизаны», долгое время оставались на задворках науки. Считалось, что они — удел лишь растительного мира, некий курьез, не заслуживающий пристального внимания. Но все изменилось в последние годы. Всплеск интереса к вироидам и их «родственникам» — вироидоподобным сущностям — можно сравнить с открытием новой планеты.

Что же послужило толчком? Отчасти — случайность. Ученые, занимавшиеся совершенно другими исследованиями (изучением рибозимов — РНК с ферментативными свойствами), неожиданно обнаружили огромное количество новых молекул, удивительно похожих на вироиды. Но эти «новички» встречались не только у растений! Грибы, насекомые, морские губки… вироидоподобные сущности оказались вездесущими.

Непростые «родственники» вироидов

Расширение «семейства» вироидов привело к появлению целого зоопарка новых терминов: обелиски, рибозивирусы, сателлиты, амбивирусы… Эти названия отражают удивительное разнообразие форм и способов существования этих крошечных созданий. Обелиски, например, — кольцевые РНК, свернутые в стержни, — были найдены в микробиоме кишечника человека. Сателлиты, в свою очередь, напоминают вирусы, но для размножения им требуется помощь «настоящего» вируса. А рибозивирусы сочетают в себе черты и вироидов, и вирусов, размывая и без того нечеткую границу между ними.

В чем же дело? Почему вироиды и вироидоподобные сущности так долго оставались в тени? Одной из причин, возможно, является их экстремальная простота. Как вместить в определение жизни нечто, состоящее из единственной молекулы? Не проще ли считать их просто сложными химическими соединениями?

Живые, неживые или нечто среднее?

Вопрос о том, являются ли вироиды и их «родственники» живыми, — это не просто игра слов. Он заставляет нас пересмотреть само определение жизни. Многие ученые до сих пор отказываются признавать живыми даже вирусы, что уж говорить об этих «молекулярных отщепенцах»!

Возможно, пришло время отказаться от жесткого деления на «живое» и «неживое» и принять идею спектра, континуума жизни. Вироиды в этом случае окажутся где-то в самом начале этого спектра — более живыми, чем камни, но менее живыми, чем бактерии или слоны. Они — репликаторы, подчиняющиеся законам эволюции, и этого, возможно, достаточно, чтобы считать их частью биологического мира.

Откуда они взялись?

Происхождение вироидов и вироидоподобных сущностей — еще одна загадка. Существует две основные гипотезы. Согласно первой, они могут спонтанно возникать внутри клеток, как побочный продукт жизнедеятельности. Учитывая, что клетки постоянно производят огромное количество РНК, это вполне возможно.

Вторая гипотеза более смелая и интригующая. Она предполагает, что вироиды — это реликты древнего РНК-мира, той эпохи, когда жизнь на Земле только зарождалась. В пользу этой гипотезы говорит их простота и стабильность — качества, необходимые для выживания в суровых условиях ранней Земли. Возможно, вироиды — это те самые «первые репликаторы», с которых все началось.

Однако у этой гипотезы есть и слабые места. Например, до сих пор не удалось обнаружить в природе рибозим, способный удлинять молекулы РНК, а это было бы необходимо для самовоспроизведения примитивного вироида. Впрочем, подобные рибозимы были созданы в лаборатории, что показывает принципиальную возможность такого процесса.

Вироиды: вызов будущему

Вироиды и вироидоподобные сущности — это не просто научная диковинка. Они ставят перед нами фундаментальные вопросы о природе жизни, ее происхождении и эволюции. Изучение этих крошечных бунтарей может привести к революционным открытиям в самых разных областях, от медицины до сельского хозяйства. И кто знает, возможно, именно они помогут нам разгадать одну из величайших тайн — тайну возникновения жизни на Земле.