TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG

[Mây tím]

Tại sao thế giới cần virus Nếu tất cả virus đều biến mất, thế giới sẽ rất khác - không hẳn là tốt hơn. Nhưng điều gì sẽ xảy ra? Virus có vẻ như tồn tại duy nhất cho một mục đích là tàn phá xã hội và khiến con người phải lâm vào cảnh khốn khổ. Chúng đã tước đi vô số mạng sống qua hàng ngàn năm, thường tiêu diệt số lượng đáng kể dân số toàn cầu - từ đại dịch cúm năm 1918 khiến từ 50 đến 100 triệu người thiệt mạng, tới ước tính 200 triệu người chết vì bệnh đậu mùa chỉ trong thế kỷ 20. Đại dịch Covid-19 hiện thời chỉ là một trong hàng loạt những cuộc tấn công chết người và không bao giờ kết thúc của virus đối với con người. Nếu được có lựa chọn thần thông vẫy đũa phép khiến toàn bộ virus biến mất khỏi cõi đời, hầu hết mọi người có lẽ sẽ nhanh chóng bắt lấy cơ hội đó, đặc biệt là trong thời điểm hiện tại. Nhưng đây có thể là sai lầm chết người - trong thực tế là sẽ tai hại chết người hơn sức công phá của bất cứ loại virus nào từng tồn tại. “Nếu tất cả mọi virus thình lình biến mất, thế giới sẽ là nơi tuyệt vời trong một ngày rưỡi, và sau đó tất cả chúng ta đều chết - vấn đề là thế,” Tony Goldberg, nhà dịch tễ học từ Đại học Wisconsin-Madison, nói. “Toàn bộ những điều cần thiết mà chúng làm được cho thế giới thì lớn hơn nhiều so với những tác hại chúng gây ra.” Đa số các loại virus không gây bệnh cho con người, và rất nhiều loại đóng vai trò không thể thiếu trong việc hỗ trợ hệ thống sinh thái. Những loại virus khác duy trì sức khỏe sinh vật - mọi thứ từ nấm cho đến cây xanh, côn trùng và con người. “Ta sống trong sự cân bằng, trạng thái cân bằng hoàn hảo”, và virus là một phần của điều đó, Susana Lopez Charreton, nhà virus học từ Đại học Tự trị Quốc gia Mexico, nói. “Tôi nghĩ rằng chúng ta đã tiêu rồi nếu không có virus.” Một số loại virus duy trì sức khỏe của nấm và cây. (Getty Images) Duy trì sự sống Hầu hết mọi người không để ý tới vai trò của virus trong việc hỗ trợ sự sống trên Trái Đất, vì chúng ta có khuynh hướng chỉ tập trung vào các loại gây hại cho người. Gần như tất cả các nhà virus học đều chỉ tập trung vào các loại virus gây bệnh; chỉ mãi đến gần đây mới có một số nhà khoa học gan dạ bắt đầu tìm hiểu về các loại virus giúp chúng ta và hành tinh sinh tồn, thay vì tiêu diệt con người. “Chỉ có một nhóm nhỏ các nhà khoa học cố gắng đem lại cái nhìn cân bằng và công bằng về thế giới virus, và cho thấy những thứ đó là virus tốt,” Goldberg kể. Điều mà các nhà khoa học biết chắc chắn, đó là nếu không có virus, cuộc sống và hành tinh như chúng ta biết sẽ không còn tồn tại nữa. Và thậm chí nếu ta muốn, thì có lẽ cũng không thể nào tiêu diệt hết virus trên Trái Đất. Nhưng bằng việc tưởng tượng ra thế giới sẽ ra sao nếu không có virus, ta sẽ hiểu tường tận hơn không chỉ về việc virus gắn bó chặt chẽ với sự sinh tồn của con người tới mức nào, mà còn cả khía cạnh chúng ta vẫn còn phải tìm hiểu nhiều về chúng nhiều tới mức nào. Không có virus, sự sống trên trái đất sẽ không còn tồn tại. (Getty Images) Đầu tiên, các nhà nghiên cứu không biết có bao nhiêu loại virus tồn tại. Hàng ngàn loại đã được phân loại chính thức, nhưng vẫn còn hàng triệu loại virus có thể còn tồn tại mà chúng ta chưa biết đến. “Ta chỉ mới phát giác một phần nhỏ vì người ta chưa xem xét nhiều đến chúng,” Marilyn Roossinck, nhà sinh thái học về virus tại Đại học Penn State cho biết. “Thật là thiên vị - khoa học vẫn luôn nghiêng về phía tìm hiểu mầm bệnh.” Các nhà khoa học cũng không biết có bao nhiêu phần trăm trong tổng số các loại virus gây hại cho con người. “Nếu bạn nhìn vào con số, thì về thống kê con số đó có thể gần ở mức số không,” Curtis Suttle, nhà nghiên cứu virus môi trường tại Đại học British Columbia cho biết. “Hầu hết virus ngoài kia không gây ra mầm bệnh với những thứ mà ta quan tâm.” Trong đại dương, 90% sinh vật sống là vi sinh vật. (Getty Images) Vai trò cần thiết đối với sinh thái Ta biết là thực khuẩn thể (phage), tức là các virus có thể gây nhiễm trùng cho vi khuẩn, là cực kỳ quan trọng. Tên của chúng đến từ tiếng Hy Lạp phagein, có nghĩa là “nuốt chửng” - và việc chúng làm là nuốt chửng. “Chúng là kẻ ăn thịt chính trong thế giới vi khuẩn,” Goldberg giải thích. “Ta sẽ gặp rắc rối lớn nếu thiếu chúng.” Thực khuẩn thể là tác nhân chính điều phối số lượng vi khuẩn trong đại dương và gần như trong mọi hệ thống sinh thái trên hành tinh này. Nếu các loại virus đột nhiên biến mất, số lượng một số loại vi khuẩn có khả năng sẽ bùng nổ, một số khác có thể bị thua cuộc và ngừng phát triển hoàn toàn. Điều này sẽ cực kỳ nguy hại cho đại dương, vốn là nơi mà 90% tất cả các sinh vật sống, tính bằng trọng lượng, là vi sinh vật. Những vi sinh vật này sinh sản ra khoảng một nửa lượng khí oxy trên Trái Đất - một quá trình diễn ra được là nhờ có virus. Không có virus, các nhà khoa học cho rằng ta sẽ mất rất nhiều sự đa dạng sinh học trên trái đất. (Getty Images) Những virus này tiêu diệt khoảng 20% tổng số lượng vi sinh học trong đại dương, và tiêu diệt khoảng 50% tổng số vi khuẩn đại dương mỗi ngày. Bằng cách loại bỏ vi sinh vật, virus bảo đảm rằng sinh vật phù du sản xuất oxy có đủ chất dinh dưỡng để có khả năng quang hợp mạnh mẽ, và cuối cùng là bảo đảm duy trì hầu hết sự sống trên Trái Đất. “Nếu ta không có cái chết, ta cũng không có sự sống, vì sự sống hoàn toàn lệ thuộc vào quá trình tái tạo vật chất,” Suttle giải thích. “Virus cực kỳ quan trọng trong quá trình tái tạo đó.” Các nhà nghiên cứu tìm hiểu về sâu bệnh cũng nhận thấy virus cực kỳ quan trọng trong quá trình kiểm soát số lượng của loài. Nếu một loài nào đó trở nên quá đông đúc, “virus sẽ đến và giết sạch chúng”, Roossinck cho biết. “Đó là quá trình rất tự nhiên của hệ thống sinh thái.” Quá trình này, còn được gọi là “giết kẻ thắng cuộc”, cũng rất thông dụng ở nhiều loài khác, trong đó có cả con người - bằng chứng là từ các trận đại dịch. “Khi dân số trở nên quá đông đúc, virus có khuynh hướng nhân đôi rất nhanh và tiêu diệt số dân cư đó, tạo không gian cho những thứ khác sinh tồn,” Suttle nói. Nếu virus thình lình biến mất hết, thì các loài cạnh tranh có khả năng sẽ phát triển mạnh mẽ đến mức gây hại cho các loài khác. “Ta nhanh chóng mất đi rất nhiều sự đa dạng sinh học trên hành tinh,” Suttle giải thích. “Ta sẽ có một số ít loài chiếm lĩnh và quét sạch mọi thứ khác.” Một số sinh vật phụ thuộc vào virus mới có thể sinh tồn được, hoặc giúp chúng có được chỗ đứng trong thế giới cạnh tranh. Chẳng hạn, các nhà khoa học nghi ngờ rằng virus đóng vai trò quan trọng giúp bò và các loài động vật nhai lại có thể biến cellulose trong cỏ thành đường và quá trình trao đổi chất diễn ra được, chuyển biến thành trọng lượng cơ thể và sữa. Ở Vườn Quốc gia Yellowstone có một loại cỏ đặc biệt, có khả năng chịu được nhiệt độ cao nhờ vào virus. (Getty Images) Tương tự các nhà khoa học cũng cho rằng virus có vai trò quan trọng trong việc duy trì các vi sinh vật lành mạnh trong cơ thể con người và các loài động vật khác. “Những tin tức này vẫn chưa được hiểu rõ, nhưng chúng tôi ngày càng tìm ra nhiều hơn ví dụ về tác động hổ tương gần gũi này của virus, trong vai trò quan trọng trong hệ thống sinh thái, dù là trong hệ thống sinh thái cơ thể người hay môi trường,” Suttle giải thích. Roossinck và đồng nghiệp của bà đã khám phá ra những bằng chứng vững chắc ủng hộ ý này. Trong một nghiên cứu, họ tìm hiểu về loại nấm mọc trên loại cỏ đặc thù ở Vườn Quốc Gia Yellowstone. Họ nhận thấy virus truyền nhiễm trên cây nấm đó giúp cho cỏ có thể thích nghi được với nhiệt độ của đất trên khu vực đất địa nhiệt. “Khi ba thứ cùng hiện diện - virus, nấm và cỏ - thì cỏ có thể phát triển ngay trên khu vực đất rất nóng,” Roossinck nói. “Một mình nấm sẽ không thể làm được điều đó.” Trong một trường hợp khác, Roossinck nhận thấy một virus lây lan trên hạt ớt jalapeno cũng giúp cây ớt bị nhiễm tránh được rệp tấn công. “Rệp bị thu hút với những cây không có virus, vì vậy rõ ràng điều này có ích,” Roossinck cho biết. Bà và đồng sự đã khám phá ra nhiều loài cây và nấm cũng truyền lại virus từ thế này sang thế hệ khác. Dù vẫn chưa chỉ ra hết được tác dụng của hầu hết các loại virus này, nhưng họ cho rằng bằng cách nào đó hẳn là virus có giúp đỡ vật chủ. “Nếu không, tại sao cây cối lại cứ để chúng như vậy?” Roossinck nói. Nếu tất cả các loại virus có lợi trên biến mất, cây cối và sinh vật chủ sẽ có khả năng bị yếu đi và thậm chí bị chết. Virus herpes làm cho chuột - và có thể cả người - khó bị mắc bệnh với một số loại vi khuẩn hơn. (Science Photo Library) Bảo vệ con người Truyền nhiễm với một số loại virus thậm chí có thể giúp tiêu diệt một số mầm bệnh ở người. GB virus C, loại virus thông thường sinh sản trong máu người là họ hàng xa và không gây bệnh với loại virus Miền Tây Sông Nile và bệnh sốt xuất huyết, thì có liên hệ với việc làm bệnh Aids chậm tiến triển ở người có nhiễm HIV. Các nhà khoa học cũng nhận thấy GB virus C có vẻ như khiến người bị mắc bệnh Ebola ít nguy cơ tử vong hơn. Tương tự, virus mụn rộp herpes cũng khiến chuột khó bị mẫn cảm hơn trước một số dạng nhiễm trùng, trong đó có bệnh dịch hạch và nhiễm khuẩn listeria (một dạng ngộ độc thực phẩm thông thường). Cố tình làm cho con người bị nhiễm virus herpes, bệnh dịch hạch và ngộ độc listeria để lặp lại thí nghiệm trên chuột là hành động không đạo đức, nhưng tác giả nghiên cứu cho rằng phát giác của họ với loài gặm nhấm có thể áp dụng cho người. Tuy tình trạng mang virus herpes suốt đời “thường được coi đơn giản là bị mang mầm bệnh”, họ viết, nhưng các dữ liệu của họ cho thấy trong thực tế herpes sẽ tiến tới bước có “quan hệ cộng sinh” với vật chủ bằng cách đem lại một số ích lợi miễn dịch. Không có virus, con người và nhiều loài khác có thể sẽ chết vì các bệnh khác nhiều hơn. Virus cũng là một trong số phương thức trị liệu hứa hẹn nhất với một số loại bệnh. Phương thức trị liệu bằng thực khuẩn thể (phage) - chủ đề trong một nghiên cứu đáng chú ý ở Liên Xô từ hồi thập niên 1920 - sử dụng virus để tấn công một số vi khuẩn gây bệnh. Giờ đây, đó là lĩnh vực phát triển nhanh chóng, không chỉ vì tình trạng chống trụ sinh ngày càng tăng lên mà còn vì khả năng có thể điều chỉnh phương thức điều trị để loại bỏ một số loại vi khuẩn đặc thù nào đó, thay vì quét sạch toàn bộ các loại vi khuẩn mà không chọn lọc gì theo cách mà thuốc trụ sinh thường làm. “Nhiều người có thể được cứu sống nhờ sử dụng virus trong khi trụ sinh không làm được,” Suttle cho biết. Như virus oncolytic, tức là các virus thường truyền nhiễm và tiêu diệt một cách có chọn lọc tế bào ung thư, cũng đang được khám phá nhiều hơn và là cách điều trị ung thư hiệu quả và ít độc hại hơn. Dù là tấn công vi khuẩn có hại hay tế bào ung thư, thì virus trị liệu đều hoạt động như “hỏa tiễn tuần du siêu nhỏ đi vào cơ thể và nổ tung những tế bào mà ta không muốn,” Goldberg giải thích. “Ta cần virus cho hàng loạt nghiên cứu và các nỗ lực phát triển kỹ thuật sẽ dẫn ta đến thế hệ phương pháp trị liệu kế tiếp.” Vì liên tục nhân đôi và biến hóa, virus cũng là kho lưu trữ khổng lồ về sáng tạo về gene. Virus nhân đôi bằng cách đưa chính mình chúng xâm nhập vào tế bào vật chủ và chiếm công cụ nhân đôi của tế bào. Nếu điều này xảy ra với tế bào sinh sản (trứng và tinh trùng), thì mã của virus có thể được truyền cho thế hệ kế tiếp và được tích hợp vĩnh viễn. “Tất cả các sinh vật có thể bị nhiễm virus đều có cơ hội tiếp thụ những gene lây truyền từ virus này và tận dụng lợi thế từ chúng,” Goldberg giải thích. “Cài đặt DNA mới vào bộ gene là cách chính trong quá trình tiến hóa.” Nói cách khác, việc virus biến mất sẽ ảnh hưởng đến tiềm năng tiến hóa của mọi loài trên hành tinh này - trong đó bao gồm cả người Homo sapiens. Các nhân tố virus đóng vai trò trong khoảng 8% bộ gene người, và nói chung bộ gene của động vật có vú có xen lẫn khoảng 100.000 di sản gene bắt nguồn từ virus. Gene virus thường biểu lộ dưới dạng là các phần lạc lõng trong DNA, nhưng đôi khi nó cũng có đem lại những đặc tính mới và hữu ích, thậm chí là cần thiết. Ví dụ như năm 2018, hai nhóm nghiên cứu riêng biệt đã cùng tìm ra một phát giác cực kỳ thú vị. Một gene có nguồn gốc từ virus giúp mã hóa một protein đóng vai trò chính trong việc hình thành trí nhớ dài hạn, bằng cách di chuyển tin tức giữa các tế bào trong hệ thần kinh. Nhiều virus cổ xưa giúp con người có khả năng sinh con an toàn thay vì thai chết lưu. (Getty Images) Dù vậy, ví dụ đáng kinh ngạc nhất lại là về quá trình tiến hóa của nhau thai động vật có vú và thời gian biểu lộ gene trong giai đoạn mang thai của con người. Các bằng chứng cho thấy con người có được khả năng sinh con nhờ vào một đoạn mã gene có từ loại virus từ thời cổ xưa, đã truyền nhiễm lên tổ tiên ta từ hơn 130 triệu năm trước. Các tác giả của khám phá năm 2018 viết trên tạp chí PLOS Biology: “Thật hấp dẫn khi ta có thể suy đoán rằng quá trình mang thai của con người có thể sẽ rất khác đi - thậm chí có lẽ không tồn tại - nếu không nhờ vào các eon từ bệnh dịch do các virus cổ xưa truyền nhiễm với những tổ tiên tiến hóa của ta.” Các nhà nghiên cứu tin rằng những dấu ấn như vậy xảy ra xuyên suốt với tất cả các dạng thức sống đa bào. “Có lẽ rất nhiều đặc tính vẫn còn chưa được biết đến,” Suttle cho biết. Các nhà nghiên cứu chỉ mới bắt đầu khám phá ra cách mà virus giúp duy trì sự sống, vì họ mới chỉ bắt đầu tìm hiểu về chúng. Dù vậy, rốt cuộc là khi ta càng biết nhiều hơn về tất cả các loại virus, không chỉ các virus gây bệnh, thì ta càng được trang bị tốt hơn để tận dụng một số loại virus nhất định cho việc tốt và phát triển khả năng kháng cự chống lại các loại khác, vốn có thể dẫn đến đại dịch kế tiếp. Hơn thế nữa, hiểu rõ về sự đa dạng của virus sẽ giúp ta hiểu biết sâu sắc hơn về cách mà hành tinh, hệ sinh thái và mỗi cơ thể vận hành. Như Suttle nói, “chúng ta cần phải nỗ lực hơn, cố gắng tìm hiểu xem ngoài kia có gì, bởi điều đó sẽ tốt cho chúng ta.” Rachel Nuwer