Cosa succederebbe se sparissero tutti i virus?

Da inizio anno buona parte dell’umanità è alle prese con la più grave pandemia degli ultimi decenni, causata da un coronavirus che ha portato a milioni di infezioni e a oltre 450mila morti in tutto il mondo. L’emergenza sanitaria non è ancora finita e saranno necessari mesi prima che sia sotto controllo, si spera anche con l’aiuto di un vaccino. Se l’attuale coronavirus non esistesse, inutile dirlo, staremmo tutti meglio: ma cosa accadrebbe se scomparissero tutti i virus dalla faccia della Terra?

BBC Future lo ha chiesto a virologi ed esperti di ecosistemi arrivando a una conclusione piuttosto netta: sarebbe probabilmente un disastro.

Non tutti i virus vengono per nuocere
Complici le numerose malattie che causano – compresa la COVID-19 – tendiamo a considerare i virus come agenti infettivi molto pericolosi e dai quali non arrivi nulla di buono. In realtà la stragrande maggioranza dei virus non causa danni agli esseri umani, ma ha invece un ruolo determinante nel mantenimento degli equilibri negli ecosistemi, dai più piccoli ai più grandi e giganteschi come quelli oceanici. La consapevolezza della loro importanza è diventata evidente negli ultimi decenni, grazie ad alcuni virologi che hanno deciso di studiare l’influsso dei virus su larga scala e non solo su quella più piccola del nostro organismo (comunque molto importante per produrre vaccini e trattamenti per ridurre l’impatto delle malattie infettive).

Senza i virus, la vita sul nostro pianeta per come la conosciamo smetterebbe di esistere. I virus infatti hanno un ruolo essenziale nel tenere sotto controllo la proliferazione dei batteri, per esempio, e nell’avviare simbiosi con funghi e organismi che altrimenti non riuscirebbero a sopravvivere. I ricercatori hanno capito che i virus influenzano profondamente il sistema della vita, ma l’estensione delle loro ramificazioni è ancora ignota e molte cose restano da scoprire.

A oggi non sappiamo nemmeno quanti tipi diversi di virus esistano. Soprattutto nell’ultimo secolo siamo riusciti a classificarne alcune migliaia, ma secondo diversi modelli statistici è probabile che ne esistano svariati altri milioni che non conosciamo. Ciò deriva dalla tendenza della ricerca a concentrarsi sui virus che causano malattie, che riguardano direttamente noi, gli animali che alleviamo o le piante che coltiviamo, e a tralasciare ciò che non costituisce invece una minaccia diretta.

A caccia di batteri
Per comprendere l’importanza dei virus nelle nostre vite, e in quelle di milioni di altre specie, è utile prendere in considerazione i batteriòfagi (o fagi), i virus che si sono specializzati nell’infettare esclusivamente i batteri (un batterio è un essere vivente costituito da una sola cellula, un virus è un contenitore di codice genetico, ma senza processi cellulari propri). Come suggerisce il nome, i batteriofagi sono avidi cacciatori di batteri: li sfruttano per replicarsi e ne determinano la morte. Questa loro attitudine piuttosto violenta si rivela essenziale negli oceani, dove i fagi regolano la diffusione e la quantità dei batteri. Se scomparissero i fagi, alcune specie di batteri prolifererebbero a scapito di altre, causando serissime conseguenze per interi ecosistemi.

Gli oceani sono una delle fonti più importanti di ossigeno dell’intero pianeta. Sono popolati da pesci, cetacei e altre specie marine che conosciamo bene, eppure si stima che quasi il 90 per cento di tutti i viventi oceanici siano microbi. Sono coinvolti nella produzione dell’ossigeno, anche grazie alla presenza di particolari virus.

Ogni giorno i fagi causano la morte del 20 per cento circa di tutti i microrganismi oceanici, e uccidono circa la metà dei batteri che si trovano negli oceani. È un’ecatombe di cui beneficiano gli organismi che costituiscono il plancton, e che tramite la fotosintesi forniscono un contributo essenziale per sostenere la vita sulla Terra.

Curtis Suttle della University of British Columbia (Canada) ha spiegato a BBC Future che: “Quando una popolazione [di una specie] diventa molto abbondante, i virus tendono a replicarsi molto velocemente e a ridurla, creando lo spazio per altri esseri viventi”. È un meccanismo che viene osservato spesso in natura, per esempio nello studio di insetti e parassiti, dove le generazioni si susseguono rapidamente ed è più facile rilevarne i cambiamenti. In sua assenza, ha spiegato sempre Suttle, “perderemmo velocemente buona parte della biodiversità del pianeta: avremmo poche specie predominanti che renderebbero marginali le altre”.

Benefici
È un territorio ancora poco esplorato, ma alcune ricerche offrono indizi e spunti interessanti. Uno studio ha per esempio analizzato le caratteristiche di un fungo che colonizza un tipo di erba del Parco Nazionale di Yellowstone (Stati Uniti). I ricercatori hanno notato l’esistenza di un virus che infetta il fungo che a quel punto può essere sfruttato dall’erba per resistere meglio alle alte temperature del suolo, in una zona geotermica. La combinazione di virus e fungo consentono all’erba di prosperare in un ambiente che altrimenti le sarebbe ostile: il fungo da solo non sarebbe sufficiente.

In un altro studio, i ricercatori hanno invece notato che un virus, che si trasmette da una generazione all’altra nei semi di peperoncino (jalapeño), causa infezioni nelle piante che contribuiscono a tenere alla larga gli afidi. Questi parassiti preferiscono infatti le piante prive di virus, e quindi l’infezione costituisce un beneficio per quelle di peperoncino.

I virus comportano benefici anche per il nostro organismo, dicono i ricercatori. Negli ultimi anni si è per esempio ipotizzato che abbiano un ruolo importante nel mantenimento del nostro microbioma, l’insieme di microorganismi ospitati dal nostro corpo e con i quali conviviamo. Ci sono inoltre infezioni virali che aiutano a proteggerci da altre minacce.

Il GBV-C, un virus che si ritiene sia innocuo per noi, si è mostrato rilevante nei meccanismi che consentono di rallentare la progressione dell’AIDS nelle persone positive all’HIV. Lo stesso virus sembra abbia un ruolo nel contenere i sintomi dell’Ebola. Altri studi si sono invece occupati dei virus che causano l’herpes notando come l’infezione, che rimane per tutta la vita (quasi sempre latente), contribuisca a offrire benefici immunitari e a proteggere da altre malattie più gravi.

Virus e trattamenti
Molti studi si sono concentrati sulla possibilità di impiegare i fagi per contrastare le infezioni batteriche, una soluzione che potrebbe rivelarsi sempre più utile considerato che nel corso dell’ultimo secolo i batteri hanno sviluppato una spiccata resistenza agli antibiotici che impieghiamo per sbarazzarcene quando causano danni. Le terapie con i fagi possono essere mirate verso una sola specie di batteri, evitando l’effetto “bombardamento a tappeto” di molti antibiotici. Sono inoltre in corso ricerche promettenti sui virus oncolitici, che infettano e uccidono di preferenza le cellule tumorali; alcune terapie sono già state approvate, e sono in corso diverse sperimentazioni cliniche.

Nella maggior parte dei casi, un virus si replica attaccandosi a una cellula ed eludendo le difese della sua membrana: una volta ottenuto accesso al suo interno, inietta il proprio materiale genetico (RNA) e sfrutta i meccanismi della cellula per produrre proprie nuove copie, che andranno poi a infettare altre cellule. Il processo di replicazione è molto rapido e porta quindi a una veloce mutazione dei virus tra le varie generazioni, a causa di errori del tutto casuali nella trascrizione dell’RNA. Alcune mutazioni comportano vantaggi e fanno sì che si affermi una variante del virus piuttosto che un’altra, ma i vantaggi possono essere anche per gli organismi infetti.

Siamo fatti anche di virus
Se un virus si attacca a una cellula germinale (come ovuli e spermatozoi) di un organismo, il materiale virale può essere assimilato e diventare parte della nuova generazione di quell’organismo. Questo fenomeno ci ha permesso di essere ciò che siamo: in mancanza dei virus, la nostra evoluzione e quella degli altri esseri viventi sarebbe andata molto diversamente, e forse non sarebbe nemmeno esistita.

Il materiale virale costituisce circa l’8 per cento dell’insieme delle nostre informazioni genetiche (genoma). Molti di questi elementi derivati dai virus sono totalmente inutili e non determinano alcun cambiamento, ma in alcuni casi si rivelano essenziali per l’esistenza di una specie.

BBC Future cita l’esempio di uno studio che ha rilevato come probabilmente il materiale genetico di un particolare tipo di virus (retrovirus) abbia contribuito all’evoluzione dei sistemi che regolano i tempi della gravidanza. L’ipotesi è che le infezioni virali implicate in questo processo avvennero circa 130 milioni di anni fa. Se non fosse stato per quelle infezioni da retrovirus, dicono i ricercatori nel loro lavoro, probabilmente oggi la gravidanza non esisterebbe o avrebbe forme piuttosto diverse da quelle cui siamo abituati.

I virus sono presenti in praticamente ogni ambiente dove ci siano forme di vita e si ritiene che esistano da quando si formarono le prime cellule. La loro origine continua a non essere chiara, visto che non possono essere rilevati nei fossili, ma tramite analisi e simulazioni si può ricostruire con una certa approssimazione la loro evoluzione. Una maggiore conoscenza delle loro caratteristiche, al di là degli effetti sulla salute umana e di altri organismi, aiuterà i ricercatori non solo a capire meglio come si è evoluta la vita sul nostro pianeta, ma anche come si è diversificata raggiungendo i livelli di complessità dei giorni nostri, pandemie comprese.