Jsou viry živé?

Všichni snadno poznáme živé od neživého. Víme, že kámen je neživý, zatímco třeba pes nebo strom jsou živé organizmy. Většinou rozpoznáme i to, je-li organizmus ještě živý anebo již zemřel. Ze zkušenosti také víme, že co je zelené, je spíše rostlina, a co se hýbe, je zase spíše živočich. Živé organizmy jsou složeny z buněk. Nejjednodušší organizmy, jako jsou bakterie, jsou tvořeny pouze jednou buňkou.

Viry jsou ještě jednodušší než bakterie. Nemají buněčné uspořádání, jsou tvořeny pouze molekulami nukleových kyselin (DNA nebo RNA) obalenými proteiny (bílkovinami). Jsou schopny žít pouze uvnitř cizí buňky na její úkor. Nejmenší viry mají jen desítky nanometrů (10–9 m), zatímco ty největší se svými rozměry, dosahujícími řádu mikrometrů (10–6 m), blíží velikosti bakterií. Nedávno objevené obří viry (mimiviry, megaviry, pandoraviry či současný rekordman – Pithovirus sibericum – o velikosti 1,5 μm) svou velikostí a někdy i počtem genů dokonce převyšují nejmenší bakterie, čímž se značně rozostřuje hranice mezi buněčným a nebuněčným světem. Viry buňce vlastně jenom dodají informaci, co má dělat. Přesněji řečeno, jak má dělat další a další kopie virů.

Jsou vůbec viry živé? Každý, kdo někdy onemocněl chřipkou či jinou virovou nemocí, dobře ví, že tyto miniaturní chomáčky molekul dovedou se svým hostitelem pěkně zamávat, a někdy ho i zabít. Dovedou své minimální výbavy šikovně využít. Když jeden virus vstoupí do buňky, je schopen se namnožit do stovek nových virů, které většinou buňku zahubí a mohou napadnout buňky další. Mnohdy však jen lehce parazitují, množí se na útratu buňky, a nebýt imunitní reakce hostitele, ani by ho moc neobtěžovaly. Protože jsou viry malé a jejich potomstvo může být tak početné, může se jejich genetická výbava rychle měnit, a viry se tak mohou rychle vyvíjet. U virů mohou vědci dokonce sledovat evoluci v reálném čase. Svou aktivitou viry významně přispívají i k evoluci svých hostitelů, kteří jsou nuceni se nějak virům bránit, a tak se rovněž mění. Viry často rozhodují o tom, kdo zůstane naživu. Jestli náš druh jednou něco zahubí, tak to budou s největší pravděpodobností právě viry. Ať už viry pokládáme za živé nebo ne, je třeba je respektovat jako velice důležité hráče evoluce, kteří si zaslouží být studováni v kontextu veškerého života na Zemi.

Mimoto nám viry mohou pomoci lépe defi novat, co je život. Ano, schopnost dělat kopie sama sebe je základní vlastností života. Bez autoreplikace neboli cyklické reprodukce nemůžeme hovořit o živém systému. Kopírování ale nikdy není úplně přesné. Obzvláště v počátcích života na Zemi byly první živé „kopírovací stroje“ velmi nepřesné. Nepřesné kopírování je totiž základem vývoje. Díky chybám v kopírování má živý systém schopnost se lépe přizpůsobovat měnícím se podmínkám prostředí. Čím jsou potomci rozmanitější, tím je větší šance, že alespoň některý z nich bude dobře uzpůsoben změněnému prostředí.

Dostali jsme se takto ke druhé základní vlastnosti života – evoluci – schopnosti postupného vývoje, změny v čase. Je pozoruhodné, že život se víceméně vyvíjel od jednodušších forem ke složitějším. I když existují výjimky, trend směřující k vyšší složitosti je evidentní. Ale o tom později. Evoluci genetické informace můžeme vnímat jako jakési převážně náhodné bloudění v genetickém časoprostoru, přičemž složitější organizmy, s komplexnější genetickou informací, mají více schopností se přizpůsobit měnícímu se životnímu prostředí. Obsahují více genů, které kódují více funkcí. Vyšší komplexita se tak zachová buď díky přirozené selekci, anebo díky pouhé náhodě (takzvanému genetickému posunu, driftu).

Jednou z možných příčin, proč se živé organizmy vyvíjejí ke složitějším formám, je fakt, že život má schopnost samosestavování do složitějších struktur, v důsledku čehož vytváří nejrůznější hierarchické struktury. Pohleďme například na naše tělo – sestává z orgánů, ty jsou tvořeny různými tkáněmi, tkáně obsahují buňky a každá buňka má uvnitř spoustu drobných organel, jako je třeba jádro nebo mitochondrie. Nejen těla organizmů, ale i naše genetická informace je strukturována. Celé naše genetické poselství uložené v DNA je rozděleno do chromozomů, ty se skládají z genů, geny sestávají z menších modulů označovaných jako exony, až se nakonec dostaneme k jednotlivým písmenům v naší DNA, jak bude popsáno v dalších kapitolách. Někdy se zdá, že i v živých systémech můžeme pozorovat struktury připomínající takzvané fraktály – obrazce, jež jsou stále stejné či podobné bez ohledu na měřítko, kterým se na ně díváme. Určitě je znáte z počítače, kde vytváří krásné abstraktní obrazce, a vy pronikáte do jejich stále menšího světa, přičemž charakter obrazců se opakuje.

Možná vás napadne otázka: Směřuje-li vývoj života ke stále vyšší složitosti, jak se pak život slučuje s druhou větou termodynamiky? Vždyť podle ní neuspořádanost v uzavřeném systému, takzvaná entropie, může pouze vzrůstat. Odpověď je jednoduchá. Tato věta popisuje uzavřený systém, kdežto živé organizmy jsou typické otevřené systémy. Z vnějšího prostředí přijímají látky a energii, ale také je svému okolí odevzdávají. Důležitým „vstupem“ zejména u rostlin je energie slunečního záření, významným „výstupem“ u všech tvorů je zase teplo vyzářené do okolí. Organizmy zvyšují svoji uspořádanost na úkor svého prostředí. Živé organizmy jsou tak v něčem podobné tornádu či kulovému blesku – jsou to také disipativní systémy, jakési ostrůvky uspořádanosti ve světě jinak směřujícím k chaosu.