Die Geschichte von Viren, die jeder wissen sollte
ISHI Hiroyuki
Die Geschichte der Umwelt ist mein Forschungsgebiet. Ich beobachte und analysiere, wie sich dieUmwelt im Laufe der Geschichte verändert und wie sie uns beeinflusst hat. Es waren hauptsächlich
Menschen, die die Umwelt verändert haben. Aber auch das "Wetter" wie Temperatur- undNiederschlagsschwankungen sowie auch "Naturkatastrophen" wie Erdbeben und Vulkanausbrüche,und, wenn auch selten, „Einschläge von Riesenkometen“ haben enorme Wirkungen auf die Umwelt
ausgeübt und manchmal katastrophale Schaden angerichtet. Seitdem durch Menschen ein Umfeld
geschaffen wurde, welches das Wachstum der Viren begünstigte, haben zahlreiche Epidemien undSeuchen, also Infektionskrankheiten, unsere Welt wiederholt heimgesucht.
Es gelang den Menschen leider nur zweimal, solche Infektionskrankheiten zu besiegen: einmal gegen
die Pocken, die in der Geschichte am meisten Menschen getötet haben soll (1980 für ausgerotteterklärt) und die Rinderpest, die seit der Zeit des alten Ägyptens oft das gesamte Vieh ausgelöscht hat(ausgerottet 1011).
Wir sind Nachkommen der "glücklichen Vorfahren", die die wiederholten Ausbrüche vonInfektionskrankheiten in der Vergangenheit überlebt haben. Unsere Vorfahren haben eine Vielzahl vonGegenmaßnahmen getroffen, beispielsweise Erfinden von Impfstoffen, neue Medikamente, Wasserund Abwassersysteme, medizinische Entwicklung und verbesserte Ernährung, und versuchten damit,
die Infektionen zu bekämpfen.
Dennoch widersetzten sich die Infektionskrankheiten bis heute. Wir dürfen die Tatsache nichtvergessen, dass die Viren auch "glücklichen Vorfahren" haben, die seit 3 Milliarden Jahren überlebtenund bis heute weiterleben. Der nicht enden wollende Kampf zwischen den beiden Seiten dauert wie
ein Wettrüsten heute noch an.
Was ist ein Virus?
Unter "Virus" versteht man als Laie nicht viel, aber die folgende Metapher hilft unserem Verständnis:"Bakterien besitzen eine richtige Zellwand sowie eine Innenstruktur und können sich selbständig
vermehren. Die Viren sind dagegen einfach aufgebaut, bestehen meistens nur aus ihrem in einer Hülle
aus Proteinen eingeschlossenen Erbgut und können sich nicht selbständig vermehren.“Viren sind ein mysteriöses Wesen. Sie sind lediglich "Partikel" oder "Kristalle", aber sobald sie in den
Körper eines Organismus gelangen, beginnen sie sich zu vermehren. Sie können sich nur dannvermehren oder bewegen, wenn sie sich innerhalb eines anderen Organismus einnisten. Da es nicht
zur Definition eines Lebewesens passt, gibt es unter den Forschern seit langem eine Debatte darüber,ob ein Virus ein lebendiger Organismus oder ein unbelebtes Objekt. Ich bin für die Theorie des"Organismus", denn ich bin der Meinung, dass die Viren nicht der alten Definition von Organismus
passen.
Die Größe eines Virus reicht von 1/10.000stel Millimeter bis etwa 10/10.000stel Millimeter. Das Virus
ist etwa ein Zehntel bis ein Hundertstel von den Zellen in unserem Körper. Es ist nur ein Zehntel sogroß wie ein gewöhnliches Bakterium und ein Drittel so groß wie Zedernpollen. Sein Dasein warbekannt, aber erst die Erfindung des Elektronenmikroskops ermöglichte uns, seine Gestalt zu erkennen.
Nach Angaben des Internationalen Komitees für die Klassifizierung von Viren gibt es etwa 30.000 Artenvon Viren, die bisher entdeckt wurden. Das ist jedoch nur die Spitze des Eisbergs. Indische Flughunde,die gründlich auf Virusbeherbergung untersucht wurden, trugen durchschnittlich 58 Virusarten. Wenn
man annimmt, dass etwa 61.000 bekannte Wirbeltierarten jeweils unterschiedliche 58 Viren tragen,gibt es mindestens 3,6 Millionen Arten von Viren.Alle Arten von Bakterien, Protozoen und Schimmelpilzen sind Hosts von Viren. Pflanzen sind keine
Ausnahme. Das Scharka-Virus (plum pox virus), das Pflaumenbäume sowie andere Pflanzen infiziert,verbreitete sich in den letzten Jahren aus. Sobald die Bäume infiziert sind, breiten sich die Flecken auf
den Früchten aus, und diese können nicht mehr als Obst verkauft werden. In Ome City, Tokio, einem
berühmten Ort der Pflaumenblüte, hat sich die Infektion auf einen berühmten Pflaumenparkausgebreitet, und etwa 1.700 Pflaumenbäume wurden befallen und mussten gefällt werden.
Viruskrankheiten sind auf diese Weise auch für die Landwirtschaft sehr schädlich.
Bis jetzt wurde angenommen, dass Viren die einzigen Parasiten sind, die keine Viren beherbergen, abervor kurzem wurden Viren entdeckt, die von anderen Viren befallen waren. Würden alle Pflanzen undTiere einbezogen, würde die Gesamtzahl der Virusarten 100 Millionen übersteigen.
Viren sind überall auf der Erde zu finden; in Höhlen tief unter der Erde, mitten in der Wüste, in alpinen
Zonen, Tiefseeböden, Schloten heißer Quellen ... überall! Mehr als 800 Millionen Viren pro Kubikmeter
treiben in 2.500 bis 3.000 Meter Höhe über dem Meeresspiegel. Schätzungsweise leben im Ozean soviele Viren, deren Gesamtgewicht etwa dem der 75 Millionen Blauwale entspricht.
Es gibt wahrscheinlich niemanden auf der Welt, der nie eine Viruserkrankung hatte wie Erkältung,
Grippe, Noroviren, Adenoviren und Herpes labialis (Bläschen um die Lippen). Mehr als 200
verschiedene Arten von Viren können Erkältungen hervorrufen. Einige Viren können Krebsverursachen, beispielweise humane Papillomavirus, das Gebärmutterhalskrebs verursacht. DerImpfstoff gegen das Papillomavirus ist wegen vermeintlichen Nebenwirkungen umstritten und rief
einige Diskussionen hervor, ob die allgemeine Impfung zugelassen werden soll oder nicht.
Laut einer Studie der National Institutes of Health wird der Durchschnittsamerikaner im Laufe seines
Lebens etwa 100 Mal von Viren infiziert. Die meisten haben jedoch keine Symptome und wissen nicht
einmal, dass sie infiziert waren. Und wenn doch, dann beschränken sie sich auf Schnupfen, leichtes
Fieber und Husten. Das bedeutet, dass wir vielen schädlichen und harmlosen Viren ausgesetzt
herangewachsen sind. Die Neugeborenen werden ohne jegliche Immunität geboren und haben daher
eine hohe Sterblichkeitsrate.
Die unbekannte Funktion von Viren
Bisher galten Viren als nichts anderes als Ärgernis, das Krankheiten verursacht. Die Forscher habenjedoch herausgefunden, dass ein bestimmter Virustyp, ein Retrovirus, seine eigenen Gene in die Geneeines anderen Organismus einbaut und offenbar dadurch die Evolution vorangetrieben hat. In denvergangenen zwei Jahrzehnten hat sich unser Wissen bzgl. der Viren dramatisch geändert.
Normalerweise werden Gene vertikal von den Eltern auf die Nachkommen übertragen, aber Virenkönnen durch Infektion zwischen einzelnen Organismen horizontal übertragen werden. Seit die
gesamte menschliche genetische Information (Genom) 2003 entschlüsselt wurde, ist es bekannt, dassnur 1,5% der Gene die Funktion der Proteinherstellung tragen, d.h. der Rest sozusagen Schrott sind,und etwa 40% der Gene aus Viren stammen.
Mehr als etwa 200 verschiedene Viren wurden im menschlichen Körper gefunden. Die Erforschungüber die Beziehung zwischen diesen Viren und ihren Hosts, Säugetieren, hat gerade begonnen.
Dass riesige Menge an Bakterien im Darm leben und eine Vielzahl von nützlichen Funktionen ausüben,ist allen schon durch die Werbung der kommerziellen Verdauungsmittel bekannt. Einige dieser
Bakterien können jedoch bei Menschen Krankheiten verursachen. Es gibt auch eine große Anzahl vonViren, Phagen, im Darm, die diese Bakterien parasitieren und bei Bakterien Viruserkrankungenverursachen. Phagen sollen dabei gerade jene Bakterien abtöten, die Lebensmittelvergiftungverursachen. Es gibt bereits ein Medikament, das aus Phagen hergestellt wird undlebensmittelvergiftende Bakterien abtötet.
In jedem Organismus, auch im Menschen, befinden sich die von Viren abgeleiteten Gene. Viele vonihnen sind Transposons, die Gene, die sich frei bewegen konnten und in der Vergangenheit in die
menschlichen Gene eingeschlichen haben. Gerade dieser Faktor soll die menschliche Evolution
beeinflusst haben.
Die Lebewesen haben nämlich die von den Viren infizierten Gene in ihre eigenen Gene übernommenund diese so mutiert, dass sie die genetische Information diversifizieren und somit die Evolution
vorantreiben konnten. Offenbar hatten sich diese Transposons bei den ersten Primaten explosionsartigvermehrt. Kurzum, es wird angenommen, dass die verschiedenen Gene von viralem Ursprung an derEvolution der Primaten beteiligt waren.
Diese Gene sind nicht nur Parasiten, sondern haben eine Vielzahl von Funktionen. Auch
Genmanipulation und Gentherapie, die jetzt im medizinischen Bereich praktiziert werden, nutzensolche Viren als Träger (Vektor), um die notwendigen Gene zu anderen Individuen zu übertragen.
Hierbei handelt es sich um die Gentechnik.
Die Viren schützen den Fötus im Bauch der Mutter. Die Hälfte der Gene des Fötus stammt vom Vater.
Diese sind im Körper der Mutter Fremdköper genau wo wie ein transplantiertes Organ und bedeutet
eine Gefahr für das Immunsystem der Mutter, die beseitigt werden sollte. Normalerweise wäre derFötus daher nicht lebensfähig im Mutterleib, aber wie überwindet er das Immunsystem der Mutter?
Das war eine lange Zeit ein Rätsel gewesen.
1988 entdeckten Dr. Erik Larson und seine Kollegen der Universität Uppsala, Schweden, dass die Viren,
die im menschlichen Körper leben, den Fötus schützten, indem sie eine Membran in der Plazenta
bildeten. Die Viren, die im menschlichen Körper leben, schützen den Fötus somit vor den Lymphozyten
der Mutter, damit diese nicht in die Blutgefäße des Fötus eindringen und angreifen konnten.
Unerwartete Funktion in der NaturHier sind zwei aktuelle Studien, die die unerwartete Funktion von Viren in der Natur zeigen.
Bei der Regenbildung aus Wolken in der Atmosphäre sind die Kerne (Kondensationskerne) unerlässlich,
an denen sich der Wasserdampf zu flüssigen Regentropfen kondensiert. Es wurde lange angenommen,
dass Meersalzpartikel, Bodenpartikel und mikroskopisch kleine Aerosole, die in der Luft schweben,solche Kondensationskerne bilden.
Die israelischen Forscher des Weizmann Institute of Science fanden jedoch heraus, dass die Viren eine
wichtige Rolle bei der Bildung der Kondensationskerne spielen. Die Coccolithophorida ist eine ArtPhytoplankton, die in den Weltmeeren reichlich vorhanden sind. Ihre Größe reicht von 5 bis 100
Mikrometer (1/1000stel Millimeter) im Durchmesser. Ihre Struktur sieht aus, als ob die Coccolithgenannte Scheiben an der Oberfläche der Zellen klebten. Ihr Hauptbestandteil ist Kalziumkarbonat, diegleiche Substanz wie Kalkstein. Wenn dieses Plankton in großen Mengen vorhanden ist, wird "weißeFlut" gebildet, die den Ozean trüb werden lässt.
Dieses Plankton wird von im Meer lebenden Viren abgetötet. Mit anderen Worten, verhindern die
Viren die Verschmutzung durch die weiße Flut. Dabei entweichen die äußeren Schalen derPlanktonscheibe in die Atmosphäre und driften als Kondensationskern, und das Wasser kondensiert
daran und bildet Regentropfen. Die Viren zerstören auch das Plankton, das die rote Flut verursacht,
was einen großen Einfluss auf das marine Ökosystem hat.
Honigbienen benutzen ihre Stacheln am Körper, um sich gegen Feinde zu verteidigen und ihren
Bienenstöcken (Kolonien) zu schützen. Der Stachel einer Biene hat Widerhaken, der beim Stechen inder Haut des Feindes stecken bleibt. Wenn die Biene abfliegt, reißt sich das Stechorgan mit derGiftdrüse aus ihrem Hinterleib, worauf die Biene stirbt. Das ist der sogenannte Bienenstich.
Dieses Wort wurde in Japan ein Modewort, als die Ehefrau des Sekretärs des ehemaligen
Premierministers TANAKA Kakuei gegen diesen aussagte, um die Vorwürfe im Bestechungsverfahren
zu untermauern. Dabei bezeichnete sie ihre Tat als „Bienenstich.
Wenn ein Bienenstock von einem natürlichen Feind, einer Bienenstockwespe, angegriffen wird, bilden
sich zwei Gruppen unter den Honigbienen: diejenige, die es wagen, sich ihm zu widersetzen, unddiejenige, die weglaufen. Forscher an der Universität Tokio haben herausgefunden, dass dieser
Unterschied dadurch bestimmt wird, ob das Gehirn der Honigbienen mit einem bestimmten Virusinfiziert ist. Es wird "Kakugo-Virus" genannt. Kakugo ist ein japanisches Wort für die Entschlossenheit,
etwas zu unternehmen, u.a. auch die waghalsige Aktion, die zum Tod führen könnte. Wenn dieHonigbienen von diesem Kakugo-Virus infiziert sind, werden sie aggressiver und begehen mutig denTodeskampf gegen die Feinde mit jener kakugo-Entschlossenheit.
(Fortsetzung folgt)