Там, де немає білих ведмедів

…Там живуть пінгвіни й морські котики, ростуть мохи, лишайники і злакові, кубляться в їхніх коренях комахи і, швидше за все, живуть віруси. Останніх, хоч і вважають неминучими супутниками всього живого, у вічній мерзлоті ще не знаходили. Можливо, тому що ніхто серйозно їх там не шукав.

Хіба що американські вчені-полярники, які досліджували льоди Північного полюса. Узявши проби льоду, якому, за їхніми підрахунками, було близько трьох мільйонів років, вони вирішили з’ясувати, чи є в ньому віруси. Не мудруючи лукаво, зробили ПЦР-аналіз на найпоширеніший вірус — тютюнову мозаїку. На превелику радість учених, у відталій древній водичці вони виявили нуклеїнову кислоту, характерну лише для вірусу тютюнової мозаїки.

Результати дослідження було опубліковано у вузькоспеціалізованому науковому журналі, котрий потрапив на очі професійним вірусологам. Вони відразу запідозрили нехороше: в той час цього вірусу ще просто не могло бути, оскільки не існувало рослин, на яких він паразитує. Якщо ж тютюнова мозаїка справді присутня у настільки глибоких льодах, то це означає переворот у науці.

Аналізи вирішили повторити і... нічого не виявили. Зав’язалася широка дискусія в наукових колах, у тому числі з допомогою Інтернету: особливо палкі суперечки велися на одному з вірусологічних сайтів. Якщо відкинути зайве, то резюме було таким: перш ніж проводити дослідження, потрібно помити руки і не курити в лабораторії.

Убивчі висновки, які поставили під сумнів наукову кар’єру американців, збудили інтерес до теми в українських учених-вірусологів: якщо в льодах шукали віруси, виходить, чимось керувалися. Треба сказати, у своїх припущеннях вони були не самотні. Так, одна з наукових груп в Австралії вже давно і цілеспрямовано намагається виявити й дослідити віруси рослин на Антарктичному архіпелазі. Більше того, вони знайшли два унікальні віруси, не порівнянні з жодним із відомих на Великій землі, але нагромадити їх у рослинах і проаналізувати на молекулярному рівні не вдалося. Щоправда, це були не зовсім полярні віруси: вчені знайшли їх значно північніше полюса, практично на широті Вогняної Землі.

Українські ж учені мають цілком реальну можливість відшукати віруси в Антарктиці — якщо вони там, звісно, є. Йдеться про отриману Україною десяток років тому в концесію англійську антарктичну станцію «Фарадей», відому тим, що в 1980-х саме там було відкрито явище озонових дір. Окрім фізиків, геологів та інших спеціалістів, до Антарктиди вирушають і біологи. Протягом двох тижнів, поки триває «перезмінка» — коли одна експедиція передає справи іншій, — вони відбирають зразки рослин, грунту, крові тварин і риб, готують їх до транспортування. Цього року на період «міжсезоння» разом із полярниками вирушив і завідувач кафедри вірусології Київського університету ім. Тараса Шевченка Валерій Поліщук.

— Ми знали: на території, що прилягає до нашої станції, — розповідає Валерій Петрович, — є вид судинних рослин, у народі йменованих «волосянка». Якщо є судинні рослини, виходить, теоретично, мають бути й віруси: те, що їх дотепер не знаходили, свідчить радше про те, що їх або погано, або неправильно шукали. Тому основна ідея полягала ось у чому: з’ясувати, чи є в Антарктиді віруси рослин у принципі, що з ними за таких умов відбувається і яким чином експансія вірусів із інших материків може порушити екологічний баланс. Це цікаво, передусім, із погляду еволюції самих вірусів: як вони туди потрапили, як розмножуються, наскільки є регуляторами чисельності рослин тощо.

— Цікаво, яким чином у такому холоді виживають рослини?

— Основний інтерес біологів на полюсі — пошуки причин акліматизації до низьких температур присутніх там живих організмів. Антарктида, як відомо, величезне поле для добування крилю, який живиться фітопланктоном — маленькими водоростями. Температура води в місці його проживання може бути від 0 °С до -1,5 °С. Яким чином там виживають водорості, якщо в жодній лабораторії за такої температури їх розмножити не вдається? А чому риби непогано почуваються в такій воді? Отже, існують спеціальні природні механізми, які дають змогу, скажімо, крові не замерзати.

Чому людина гине від холоду? Тому що перестають працювати ферменти, які постачають у клітини кисень, не дають крові кристалізуватися за низьких температур тощо. Головне завдання у вищих тварин — функціональне забезпечення діяльності ферментативних систем, оптимальна температура для яких у людини 36,6. Що ж до мешканців полюса, то існують механізми, які дають змогу ферментам нормально працювати за низьких температур. Завдання біологів — знайти їх.

От ви запитуєте, чому за таких температур виживають рослини. А невідомо! Можна припустити, що діють певні білки, які забезпечують їхню життєдіяльність. Свого часу в СРСР проводили селекцію озимої пшениці на морозостійкість, і було показано, що існують так звані білки теплового шоку, які й захищають рослину. Але в тому разі йшлося про селекцію, тобто про щось, виведене людиною. Але на полюс рослини потрапили без будь-якої селекції, вижили, самостійно адаптувалися до суворих умов, і почуваються досить непогано. До того ж наші озимі під снігом зимують, а колоситися починають лише з приходом весни. А в Антарктиді розриваєш сніг — а там на півметровій глибині зелена рослина, причому не тільки колоситься, а й наливається зерном. Поки що ці механізми адаптації й стійкості не зовсім зрозумілі.

— Віруси, на ваш погляд, теж зуміли пристосуватися до вічної мерзлоти?

— Поки що ми цього не знаємо. Ми проаналізували привезені зразки рослин, мохів і лишайників на півтора десятка вірусів і отримали позитивні результати на три з них. Подальше завдання — виділити ці віруси. Тобто в нас є рослини, ймовірно, інфіковані вірусом. Тепер нам потрібно виділити збудник, заразити ним чутливу рослину, отримати симптоми й довести, що рослина заражена вірусом, отриманим із зразка. Якщо нам це вдасться, це буде серйозне наукове досягнення: ми отримаємо нативний вірус, який у своїй еволюції був адаптований до рослин, що живуть в Антарктиді.

Вивчивши його геном, ми зможемо простежити послідовність розвитку і самих рослин, на яких він живе, оскільки хазяїн і паразит постійно «підстьобують» еволюцію одне одного — коеволюцію. Немає живого організму, в якому не було б вірусу: інша річ, коли він виявляється і чому. В умовах Антарктиди ситуація взагалі унікальна, оскільки знайдено лише одну вищу рослину й практично виключено можливість зараження вірусами інших рослин, що часто-густо трапляється в тепліших місцях. Не переносять там вірусів і комахи: ті, що вдалося виявити, живуть лише в корінні рослин.

Швидше за все, іншою виявиться і роль антарктичних вірусів у біоценозі. Споконвіку вони були регулятором чисельності всього живого, але в Антарктиді сама еволюція не могла допустити, щоб на рослинах розмножувалися віруси, здатні їх знищувати і призводити до значних утрат популяції. Та й у самих рослин має бути хороша система адаптації, сильна імунна система, а отже, й добра опірність до інфекційних захворювань, передусім вірусних.

Свого часу ми пробували оцінити поширеність захворювань рослин на території України і виявили цікаву річ. Якщо на полі, приміром, вирощують помідори, то на ньому буде й повнісінько «помідорних» вірусів, якщо ж наступного року там посіють пшеницю, то виявиться й величезна кількість вірусів пшениці. Парадоксальним було інше: коли ми досліджували абсолютно дикі місця, де людина ніколи нічого не сіяла, то завжди знаходили там концентрації найрізноманітніших вірусів, але на низьких рівнях. Тобто вірус апріорі присутній у свого хазяїна, і не втручається доти...

— ...доки цього хазяїна не стає занадто багато?

— Може, й так. Щойно популяція починає рости, підводить голову й вірус, регулюючи чисельність до такого рівня, яким він повинен бути в даному біоценозі. У зв’язку з цим було б дуже цікаво отримати інформацію про те, що відбувається в Антарктиді.

— Ви хочете сказати, що ця тема ще ніким не досліджена?

— Коеволюцію вірусів і рослин, міграцію вірусів в Антарктиді ще ніхто не вивчав. Тому я сповнений оптимізму — якщо віруси там є, то знайдемо їх ми.