Kampf und Koexistenz zwischen Menschen und Viren | Wissenschaftsgalerie

Eine globale Viruspandemie hat die bisherige Lebensweise der Menschen nahezu auf den Kopf gestellt und auch Viren, einer besonderen Art von Lebensform, eine starke Präsenz in unserem Leben verliehen. Obwohl Viren ein unvermeidlicher Teil des Lebens sind, wissen die meisten Menschen immer noch sehr wenig über sie. Lassen Sie uns heute gemeinsam mehr darüber erfahren!

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Mehr Viren als Sterne

Wenn wir über Viren sprechen, denen wir im Leben begegnet sind oder von denen wir gehört haben, kann jeder einige aufzählen. Aber wie viele Viren gibt es auf der Welt? Vielen Menschen fehlt ein klares Konzept.

Also, wie viele Viren gibt es auf diesem blauen Planeten, auf dem wir leben?

Wissenschaftler schätzen, dass es auf der Erde mindestens 1031 Viruspartikel gibt, was die Anzahl der Sterne im Universum (etwa 1024) bei weitem übersteigt. Der weltbekannte populärwissenschaftliche Autor Carl Zimmer beschrieb es in seinem populärwissenschaftlichen Werk „Virus Planet“ so: „Die Erde ist ein Virenplanet.“

Die lang erwartete

Viren sind nicht nur an jeder Ecke vorhanden, sie sind auch eine sehr alte Lebensform. Bereits in der Östlichen Han-Dynastie gab es in den Klassikern Aufzeichnungen über Fälle von Pockenvirusinfektionen. Allerdings kennt der Mensch Viren erst seit etwas mehr als hundert Jahren.

Im Jahr 1892 entdeckte der russische Biologe Ivanovsky bei seinen Forschungen zum Tabakmosaik, dass der Extrakt infizierter Tabakblätter auch nach der Filtration noch infektiös war. Beeinflusst durch die damals vorherrschende Meinung zur bakteriellen Pathogenität war er sich der Existenz von Viren jedoch nicht bewusst und glaubte, dass dieses Phänomen durch von Bakterien abgesonderte Toxine verursacht werde.

Normale (links) und Tabakblätter mit Tabakmosaikkrankheit (rechts)

Quelle: Biologie, Klasse 8, Bd. 1, Volksbildungspresse

Im Jahr 1898 wies der niederländische Mikrobiologe Beijerinck nach wiederholten experimentellen Überprüfungen darauf hin, dass das Tabakmosaik durch einen Organismus verursacht wurde, der zu klein war, um unter einem gewöhnlichen Mikroskop beobachtet zu werden, und sich von Bakterien unterschied, und nannte ihn Virus. Nachdem der offizielle Name bekannt gegeben wurde, haben Forscher viele Arten von Viren isoliert und entdeckt. Aufgrund fehlender technischer Mittel zur Beobachtung von Viren weiß man jedoch immer noch nicht, um welche Art von Organismus es sich bei dem Virus handelt. Einige Wissenschaftler glauben sogar, dass das Wesen des Virus eine Art Protein sei.

Später entdeckten die britischen Wissenschaftler Bowden und Peary das Vorhandensein von Nukleinsäuren im Extrakt des Tabakmosaikvirus. An diesem Punkt gelangte die wissenschaftliche Gemeinschaft schließlich zu einer einheitlichen Schlussfolgerung: Viren bestehen aus Proteinen und Nukleinsäuren, und Nukleinsäuren sind der Hauptgrund für die Infektiosität von Viren.

Erst mit der Erfindung des Elektronenmikroskops konnte der deutsche Wissenschaftler Kausch erstmals das „wahre Aussehen“ des Tabakmosaikvirus direkt unter einem Elektronenmikroskop beobachten – ein langes, stäbchenförmiges Partikel mit einem Durchmesser von 15 Nanometern und einer Länge von 300 Nanometern.

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Viren bestehen aus einer Proteinhülle und einer darin eingeschlossenen Nukleinsäure (DNA oder RNA). Sie verfügen weder über eine Zellstruktur noch über Organe und Systeme mit komplexen Funktionen. Im Vergleich zu anderen Organismen ähneln sie eher einem einfachen Puzzlespielzeug, können jedoch nach dem Eindringen in lebende Zellen lebensspezifische Aktivitäten wie Vermehrung und Evolution ausführen. Man kann sagen, dass diese Entdeckung die damalige Definition von Leben in den Lehrbüchern auf den Kopf stellte.

Nicht alle Viren infizieren Menschen.

Ob es das Grippevirus ist, das uns jedes Jahr „regelmäßig heimsucht“, das AIDS-Virus, bei dessen Erwähnung die Menschen erbleichen, das Tollwutvirus, das nach einer Infektion tödlich verläuft, oder das neue Coronavirus, das uns weiterhin das Leben schwer macht: Wenn man sie alle zusammenzählt, scheinen wir in einer Welt voller Viren zu leben.

Allerdings infizieren nicht alle Viren den Menschen. Tatsächlich sind Viren sehr wählerisch, was die Zellen angeht, die sie infizieren. Jedes Virus verfügt auf der Oberfläche seiner Proteinhülle über ein spezielles Rezeptorbindungsprotein. Nur wenn die Zelloberfläche über einen Rezeptor verfügt, der an dieses Bindungsprotein binden kann, kann das Virus die Wirtszelle infizieren und sein genetisches Material zur Replikation in die Zelle freisetzen. Je nach Wirt können Viren in Tierviren, Pflanzenviren und mikrobielle Viren, die speziell Mikroorganismen infizieren, unterteilt werden.

Darüber hinaus sind nicht alle Viren für den menschlichen Körper schädlich. Studien haben gezeigt, dass die Anzahl der Viren auf und im menschlichen Körper etwa zehnmal so hoch ist wie die Anzahl der Bakterien. Allein im Darm leben mehr als 140.000 Arten von Viren, die meisten davon können jedoch mit dem Menschen koexistieren, ohne Krankheiten zu verursachen. Darüber hinaus spielen Viren auch in Bereichen wie der biologischen Schädlingsbekämpfung und der Gentechnik eine unersetzliche Rolle.

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Jeder Mensch hat ein Virus in seinem Körper

Noch unerwarteter ist die Tatsache, dass selbst wenn wir in einer völlig virenfreien Umgebung leben, unauslöschliche Spuren von Viren in unserem Körper vorhanden sind. Dabei handelt es sich um Überreste alter Virusgenome, die etwa 8 % der DNA des menschlichen Genoms ausmachen. Im Laufe der Forschung haben Wissenschaftler entdeckt, dass diese genetischen Überreste von Viren eine sehr wichtige Rolle bei der Pluripotenz und Entwicklung menschlicher Leberzellen spielen.

Viele Viren infizieren nicht nur verschiedene Arten, sondern übertragen auch DNA-Fragmente zwischen verschiedenen Arten und liefern so neues genetisches Material für die biologische Evolution.

Der Kampf zwischen Menschen und Viren scheint ein endloser Kampf zu sein. Mit fortschreitender Forschung beginnen jedoch einige Wissenschaftler darüber nachzudenken, wie Menschen friedlich mit Viren auf dieser Erde koexistieren können.

Wissenschaftler des Global Virus Project sagten: „Wenn man bedenkt, wie jedes Tier, jede Pflanze und jeder Mikroorganismus im Laufe der Evolution geformt wurde, muss man den Einfluss winziger, aber mächtiger Viren berücksichtigen.“ Vielleicht werden die Menschen viele Jahre später, wenn sie auf diese globale Epidemie zurückblicken, die durch das neue Coronavirus verursacht wurde, andere Gefühle haben als wir heute …

Kreativteam: New Media Team des China Science and Technology Museum

Gutachter: Gu Haitong, stellvertretender Chefarzt der Abteilung für Pneumologie, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University