Теорию социальной эволюции перенесли с животных на мир вирусов.

Вирусы выживают и размножаются за счёт своих хозяев. Они заражают все формы жизни – от растений и животных до бактерий и других одноклеточных. Они встречаются практически во всех экосистемах, а число их видов исчисляется миллионами.

H1N1 – подтип вируса гриппа А, наиболее распространённый тип гриппа, который вызывает наиболее масштабные эпидемии. (Фото: NIH/NIAID.)

Но если отношения между вирусом и хозяином мы уже хорошо изучили, взаимодействия вирусов между собой мы понимаем смутно. У нас нет какой-либо определенной теории, которая объясняла бы межвирусные взаимодействия и которая позволяла бы предсказывать, как они формируются, развиваются и как от таких взаимодействий зависит патогенность вирусов.

Профессор Сэмюэль Диаз Муньос (Samuel L. Díaz-Muñoz) из Калифорнийского университета в Дейвисе вместе с коллегами из Оксфорда и Университета Валенсии утверждают, что для этого можно было бы использовать теорию социальной эволюции. Но не слишком ли примитивны вирусы для того, чтобы можно было говорить о каких-то социальных взаимодействиях между ними? У них нет нервной системы, да и вообще каких-либо органов, они представляют собой в буквальном смысле нуклеиновую кислоту в белковой защитной оболочке. Не антропоморфизм ли – говорить о социальных взаимодействиях между ними, и не лучше ли ограничиться здесь физико-химическими законами, описывающими взаимодействия между молекулами и молекулярными комплексами?

Однако в биологии есть масса примеров, когда «безмозглые» живые объекты развивались именно благодаря социальным отношениям; здесь можно вспомнить и то, как из одноклеточных появились многоклеточные, и социальные отношения с разделением труда у бактерий, и многое другое. И речь не только о сотрудничестве, но и конфликтах, а конфликты могут начинаться с самого элементарного уровня организации жизни: мы знаем про паразитическую ДНК, которая копирует себя куда ни попадя, пусть даже и во вред геному в целом; между собой конфликтуют даже отдельные клетки, не говоря о целых организмах. В исследователи пишут, что нет оснований этого опасаться: социальные взаимодействия всегда были подспорьем эволюции жизни на всех уровнях организации.

Теорию социальной эволюции изначально разрабатывали, чтобы объяснить поведение животных. Они могут совершать какие-то действия для всеобщего блага, причем для них самих тут не обязательно будет какая-то польза; другие же действия, напротив, выглядят вполне эгоистично., Сэмюэль Диаз Муньос изначально изучал социальное поведение маленьких обезьянок тамаринов, но с подачи коллег, которые начали применять теорию социальной эволюции к микроорганизмам, таким как бактерии и одноклеточные эукариоты, решил применить её к вирусам. В статье в Cell Host & Microbe говорится, что такая социовирусология оказалась крайне плодотворной.

У вирусов есть многочисленные стратегии для взаимодействия между собой – ведь в один и тот же организм очень часто попадает сразу несколько вирусов. И им, как ни удивительно, свойственно помогать друг другу: например, если в организм одновременно попали несколько близкородственных вирусов, они делятся белками друг с другом. При том возникают псевдотипы – когда геном одного вируса заключён в белковую оболочку другого. Тут нет ничего удивительного, ведь для генетически схожих вирусов с эволюционной точки зрения помочь в размножении товарищу – все равно, что помочь самому.

Как это может происходить? Например, у одних штаммов вируса гриппа есть более «удачный» белок, который нужен для прилипания к клеткам, тогда как у других штаммов есть более совершенный белок, который помогает вирусному потомству высвободиться из клетки наружу. В клеточной культуре таким штаммам гораздо легче размножаются вместе, чем по отдельности. Вирус кори, когда попадает в окружение разнообразных генетических вариантов, и вовсе обретает новые функции – становится способен заражать ткани, которые раньше заражать не умел.

В то же время в мире вирусов действует, конечно, и жёсткая конкуренция. Часто в ход идут «нечестные» средства: некоторые вирусы-«жулики» размножаются исключительно за счёт того, что крадут ресурсы, которые их вирусы-соседи производят для собственных нужд. Так поступают, например, дефектные вирусные частицы – мутанты обычных вирусов. Дефектные вирусные частицы утрачивают большую часть генома, в том числе важнейшие белки, и поэтому могут размножаться только в присутствии полноценного, полностью укомплектованного вируса-помощника.

Исследователи утверждают, что с помощью социовирусологии можно разработать новые способы лечения вирусных заболеваний. Особую надежду они возлагают как раз на вирусов-«жуликов». Как мы знаем, вакцины состоят из ослабленных вирусов, которые способны вызывать иммунный ответ, но недостаточно сильны, чтобы вызвать саму болезнь. Вирусы-«жулики» в данном отношении на них похожи – стимулируют даже ещё более сильный иммунный ответ, а сами в силу своей неполноценности болезнь вызвать не в состоянии. Поскольку вирусы-«жулики» увеличивают свои шансы на выживание, воруя ресурсы у своих собратьев, тем самым они вредят всей своей родной популяции. Так что «жуликов» в перспективе можно использовать для подавления вирусных вспышек.