Virus nằm đúng trên ranh giới giữa sống và không sống. Nó mang gen, nó tiến hoá được, nhưng nó không tự ăn, không tự tạo năng lượng, không tự sinh sản mà phải chui vào tế bào khác và mượn bộ máy của tế bào. Các nhà sinh học vẫn chưa thống nhất, và câu trả lời phụ thuộc vào việc mình định nghĩa sự sống thế nào.
Chào bạn, đây là Nhà Khoa Học. Nghe thì như một câu hỏi của sách giáo khoa, nhưng đây là một trong những câu hỏi làm giới khoa học tranh luận lâu nhất. Và cách mình trả lời nó cho thấy khoa học xử lý những thứ không nằm gọn trong hộp phân loại ra sao.
Thế nào thì được gọi là sống?
Nghe thì hiển nhiên: con mèo sống, hòn đá không sống. Nhưng khi cố viết ra một định nghĩa, các nhà sinh học thấy rất khó. Họ thường liệt kê những đặc điểm chung của sinh vật sống thay vì một câu định nghĩa gọn.
Những đặc điểm hay được nhắc là: có cấu tạo từ tế bào, tự trao đổi chất để lấy năng lượng, lớn lên, phản ứng với môi trường, tự sinh sản, và tiến hoá qua các thế hệ.
Vấn đề là có những thứ đạt một số tiêu chí mà thiếu các tiêu chí khác. Lửa lớn lên, ăn nhiên liệu, sinh ra đốm lửa mới, nhưng không ai nói lửa sống. Con la không sinh sản được nhưng rõ ràng là sống.
Virus là một ca khó hơn cả. Nó thiếu gần hết những tiêu chí về trao đổi chất, nhưng lại có một tiêu chí rất mạnh: nó mang thông tin di truyền và tiến hoá.
Virus nhân lên bằng cách nào?
Bên ngoài tế bào, một hạt virus giống như một hạt bụi có cấu trúc: một gói vật liệu di truyền, là ADN hoặc một phân tử họ hàng của nó, bọc trong vỏ protein, có loại còn thêm một lớp màng. Nó không ăn, không thở, không làm gì cả. Nó chỉ trôi đi, chờ gặp đúng loại tế bào.
Khi gặp tế bào phù hợp, protein trên vỏ virus bám vào một điểm trên bề mặt tế bào như chìa khoá vào ổ. Virus hoặc vật liệu di truyền của nó được đưa vào trong.
Từ đó, tế bào bị lừa. Bộ máy của tế bào đọc gen của virus như đọc gen của chính mình, và bắt đầu sản xuất các bộ phận của virus. Các bộ phận tự lắp ráp thành hàng trăm, hàng nghìn virus mới, rồi thoát ra ngoài, có khi làm vỡ luôn tế bào.
Bởi vậy nhiều nhà khoa học nói virus giống một chương trình máy tính độc hại hơn là một con vật. Nó là chỉ dẫn, không phải cỗ máy. Nhưng một chỉ dẫn biết tự nhân bản và tự thay đổi qua thời gian.
Virus khổng lồ làm lung lay ranh giới
Trong một thời gian dài, virus được coi là nhỏ và đơn giản hơn hẳn vi khuẩn, nhỏ tới mức lọt qua những bộ lọc giữ lại được vi khuẩn. Rồi đầu thế kỷ hai mươi mốt, các nhà khoa học phát hiện những virus khổng lồ sống trong loài amip, to tới mức từng bị nhầm là vi khuẩn khi soi dưới kính hiển vi.
Bộ gen của những virus này lớn hơn cả bộ gen của một số vi khuẩn, và chứa cả những gen liên quan tới bộ máy làm protein mà trước đó người ta tin là chỉ sinh vật tế bào mới có. Chúng vẫn cần tế bào để nhân lên, nhưng khoảng cách với sự sống tế bào bỗng hẹp lại.
Còn có chuyện lạ hơn: người ta tìm thấy những virus rất nhỏ ký sinh lên chính virus khổng lồ, khiến virus khổng lồ nhân lên kém đi. Một virus bị virus khác làm bệnh.
Những phát hiện này không giải quyết câu hỏi, nhưng cho thấy thiên nhiên không vẽ ranh giới rõ ràng như sách giáo khoa. Có một dải liên tục, và virus nằm ở đâu đó trên dải đó.
Không phải virus nào cũng là kẻ xấu
Nghe tới virus, mình nghĩ ngay tới bệnh. Nhưng phần lớn virus trên Trái Đất không gây bệnh cho người. Trong đại dương có một lượng virus khổng lồ, phần nhiều tấn công vi khuẩn và tảo, và qua đó ảnh hưởng tới chu trình dinh dưỡng của cả biển.
Có loại virus chỉ tấn công vi khuẩn, gọi là thể thực khuẩn. Chúng đang được nghiên cứu như một hướng điều trị cho những nhiễm khuẩn kháng kháng sinh, vì mỗi loại chỉ nhắm vào một số vi khuẩn nhất định.
Bất ngờ hơn, một phần ADN của chính con người có nguồn gốc từ virus đã chèn vào bộ gen của tổ tiên chúng ta từ rất lâu. Một số đoạn trong đó còn được cơ thể tận dụng cho những chức năng quan trọng, ví dụ trong sự hình thành nhau thai ở động vật có vú, theo những nghiên cứu được nhắc nhiều.
Vậy nên virus không chỉ là kẻ thù. Chúng là một phần của lịch sử sự sống, có khi còn là một phần của chính chúng ta.
Vậy trả lời câu hỏi thế nào cho đúng?
Cách trả lời trung thực nhất là: tuỳ định nghĩa. Nếu sự sống đòi hỏi phải tự trao đổi chất và tự sinh sản, virus không sống. Nếu sự sống là bất cứ thứ gì mang thông tin di truyền và tiến hoá qua chọn lọc tự nhiên, virus sống.
Có nhà khoa học đưa ra cách nhìn khác: virus sống khi ở trong tế bào, khi nó đang điều khiển cả một bộ máy, và chỉ là một hạt chờ đợi khi ở ngoài. Giống như hạt giống nằm trong túi không làm gì, nhưng gieo xuống đất thì thành cây.
Điều đáng học ở đây là khoa học không cần mọi thứ vừa khít vào một hộp phân loại. Hộp phân loại là công cụ con người tạo ra để hiểu thế giới, và khi có thứ không vừa hộp, đó thường là chỗ có điều mới để học.
Còn bạn, sau tập này, bạn sẽ xếp virus vào hộp nào? Hay bạn nghĩ mình nên làm thêm một hộp mới?
Câu hỏi thường gặp
Virus có bị kháng sinh tiêu diệt không?
Không. Kháng sinh đánh vào những cấu trúc chỉ vi khuẩn mới có, mà virus không có những cấu trúc đó. Một số bệnh do virus có thuốc kháng virus riêng hoặc được phòng bằng vắc xin.
Virus sống được bao lâu ngoài cơ thể?
Rất khác nhau tuỳ loại virus và điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, loại bề mặt. Có loại mất khả năng lây nhiễm trong vài phút, có loại tồn tại vài ngày trên bề mặt.
Virus nhỏ cỡ nào?
Phần lớn virus nhỏ hơn vi khuẩn rất nhiều, không thể thấy bằng kính hiển vi quang học thông thường mà cần kính hiển vi điện tử. Một số virus khổng lồ là ngoại lệ, đủ lớn để thấy dưới kính hiển vi quang học.
Vì sao virus biến đổi nhanh?
Nhiều virus nhân lên với số lượng cực lớn và sao chép vật liệu di truyền kém chính xác, nên sinh ra nhiều biến thể. Chọn lọc tự nhiên giữ lại những biến thể lây lan tốt hơn trong hoàn cảnh cụ thể.
Virus có ở thực vật và động vật khác không?
Có. Hầu như mọi dạng sống đều có virus riêng, từ vi khuẩn, cây lúa tới cá và chim. Nhiều bệnh cây trồng quan trọng ở Việt Nam do virus gây ra và lan qua côn trùng.
