admin
Virus luôn gây tranh cãi trong giới khoa học về việc liệu chúng có được xem là sinh vật sống hay không. Tranh luận này kéo dài hàng thập kỷ khi virus thể hiện những đặc tính vừa giống sinh vật sống, vừa không. Những khám phá mới gần đây về các loại virus khổng lồ và gen phức tạp đang khiến giới nghiên cứu phải suy nghĩ lại định nghĩa truyền thống, mở ra hướng nhìn mới về vị trí của virus trong tự nhiên.
Lịch sử và tranh cãi về định nghĩa virus là sinh vật sống
Quan niệm về virus là sinh vật sống hay không đã trở thành đề tài tranh luận sôi nổi từ nhiều thế kỷ qua. Từ khi được phát hiện vào thế kỷ 19, virus được xem là những thực thể siêu nhỏ, không có cấu trúc tế bào và không tự duy trì sự sống độc lập như các vi khuẩn hay sinh vật nhân chuẩn khác. Chính điều này đã làm nảy sinh nhiều ý kiến trái chiều xoay quanh bản chất của virus và vai trò của chúng trong hệ sinh thái.
Quan điểm truyền thống trong sinh học về virus
Trong sinh học cổ điển, virus được xem là các thực thể không sống vì chúng không có khả năng tự sửa chữa, trao đổi chất hay sinh sản mà không nhờ đến tế bào chủ. Virus chỉ thể hiện hoạt động khi xâm nhập vào tế bào và dùng máy móc của chủ để tái tạo bản thân, điều này khiến chúng bị đặt ngoài phạm vi các sinh vật sống theo tiêu chuẩn truyền thống.
Tiêu chí phân loại sự sống và vị trí của virus
Để xác định một đối tượng là sinh vật sống, người ta thường dựa trên các tiêu chí như trao đổi chất, sinh sản, tiến hóa và phản ứng với môi trường. Virus thiếu nhiều chức năng tự chủ này nên không dễ dàng phân loại. Chúng tồn tại ở ranh giới giữa vật thể vô cơ và sinh vật hữu cơ, làm khó khăn cho việc định vị chính xác chúng trong hệ thống phân loại sự sống.
Sự mơ hồ trong khái niệm “sinh vật sống” qua các thời kỳ
Khái niệm ‘sinh vật sống’ đã thay đổi theo chiều dài lịch sử khoa học khi con người ngày càng hiểu sâu về đa dạng đời sống vi sinh. Virus càng khám phá càng cho thấy sự phức tạp vượt ngoài dự đoán ban đầu, gây nên sự mơ hồ trong cách nhìn nhận liệu chúng có nên được gọi là sinh vật hay chỉ là các phần tử di truyền độc lập.
Những phát hiện đột phá về virus khổng lồ
Mimivirus mở ra kỷ nguyên nghiên cứu virus lớn và phức tạp
Các phát hiện về virus khổng lồ đã tạo nên bước ngoặt lớn trong nghiên cứu vi-rút học. Khác với những quan sát trước đây, những loại virus này sở hữu kích thước và bộ gen lớn hơn nhiều so với virus truyền thống, khiến các nhà khoa học phải đánh giá lại về độ phức tạp cũng như khả năng hoạt động độc lập tiềm năng của chúng.
Phát hiện Mimivirus và bước ngoặt trong nghiên cứu virus
Mimivirus là một loại virus khổng lồ được phát hiện đầu tiên vào đầu thế kỷ 21, có kích thước lên đến vài trăm nanomet – gần bằng kích thước của một số vi khuẩn nhỏ nhất. Điều đặc biệt là Mimivirus chứa bộ gen rất lớn với hàng nghìn gen mã hóa các protein phức tạp chưa từng thấy ở các virus trước đây. Phát hiện này gây chấn động bởi nó làm lung lay các giả định lâu nay rằng virus đơn giản và phụ thuộc hoàn toàn vào tế bào chủ.
Các loại virus khổng lồ khác Pandoravirus Megaklothovirus horridgei
Pandoravirus với kích thước tiệm cận sinh vật nhân chuẩn nhỏ nhất
Megaklothovirus horridgei gây ngạc nhiên về kích thước vượt mức hiểu biết thông thường về virus
Bên cạnh Mimivirus, nhiều loại virus khổng lồ khác như Pandoravirus và Megaklothovirus horridgei cũng được phát hiện với kích thước vượt xa giới hạn thông thường của các virus. Pandoravirus có hình dạng độc đáo cùng bộ gen phức tạp gần tiệm cận với các sinh vật nhân chuẩn đơn bào nhỏ nhất. Megaklothovirus horridgei còn gây kinh ngạc hơn với kích thước cực đại chưa từng thấy ở bất kỳ loại virus nào trước đó.
Bộ gen đặc biệt và chức năng trao đổi chất ở virus khổng lồ
Nhà máy virus thể hiện sự phức tạp và độc lập tương đối của virus khổng lồ
Sự tồn tại của những gene liên quan đến trao đổi chất trong bộ gen của các virus khổng lồ đã đặt dấu hỏi về quan điểm lâu nay rằng virus hoàn toàn phụ thuộc vào tế bào chủ để tồn tại.
Kích thước bộ gen của virus khổng lồ vượt trội so với virus truyền thống
Bộ gen của các virus khổng lồ có dung lượng lên đến hàng trăm nghìn base DNA, gấp hàng chục lần so với các loại virus truyền thống. Điều này cho phép chúng mang theo thông tin di truyền phong phú bao gồm cả những gen quy định chức năng mà trước nay chưa từng ghi nhận ở các thực thể virut nhỏ.
Gen liên quan đến đường phân và chu trình axit tricarboxylic trong bộ gen
Một phát hiện gây bất ngờ nữa là bộ gen của một số virus khổng lồ mang các gene mã hóa enzyme tham gia đường phân cũng như chu trình axit tricarboxylic – hai quá trình trao đổi chất thiết yếu ở tế bào sống. Việc này mở ra giả thuyết rằng một vài virut có thể thực hiện phần nào chức năng trao đổi chất dù rất yếu ớt hoặc hỗ trợ tế bào chủ.
Giả thuyết về khả năng trao đổi chất yếu ớt ở một số virus
Dựa trên dữ liệu gene, các nhà nghiên cứu đề xuất một số loại virus có thể sở hữu khả năng trao đổi chất sơ khai hoặc tạo ra môi trường thuận lợi cho sự sao chép bên trong tế bào chủ. Điều này khiến ranh giới giữa sự sống ở tế bào chủ và virut trở nên mờ nhạt hơn bao giờ hết.
Nhà máy virus – cấu trúc độc lập trong tế bào chủ
“Nhà máy virus” mô tả một cấu trúc hình thành bên trong tế bào ký chủ sau khi nhiễm virut khổng lồ. Cấu trúc này hoạt động như trung tâm tổng hợp protein độc lập tương đối để tổ chức sản xuất phiên bản virut mới. Sự xuất hiện “nhà máy” cho thấy mức độ tổ chức phức tạp cao hơn nhiều so với những gì người ta từng nghĩ ở virut cổ điển.
Giả thuyết tiến hóa và ranh giới mờ nhạt giữa virus và sinh vật tế bào
Sinh vật thực nhân cho thấy sự tương đồng đáng chú ý với lối sống của virus
Nhiều giả thuyết tiến hóa cho rằng nguồn gốc của virut bắt nguồn từ những tổ tiên giống như vi khuẩn cổ hoặc tế bào đơn giản thuần túy, làm giảm khoảng cách giữa virut với các dạng sống tế bào.
Virus tiến hóa từ sinh vật tế bào – một giả thuyết táo bạo
Một giả thiết được đề cập rộng rãi cho rằng virut từng tiến hóa từ các dạng tế bào đơn giản bị mất dần chức năng tự trị do phụ thuộc quá mức vào chiếm dụng tế bào chủ. Giả thiết này giải thích phần nào tính chất lai giữa sự sống và bất tử di truyền đặc trưng cho virut.
Ví dụ về vi khuẩn cổ Sukunaarchaeum với bộ gen nhỏ và phụ thuộc vật chủ
“Sukunaarchaeum” là một ví dụ điển hình về nhóm vi khuẩn cổ sở hữu bộ gen rất nhỏ nhưng vẫn giữ lại nhiều đặc tính của sự sống tế bào đầy đủ, tuy nhiên hoàn toàn phụ thuộc vào môi trường xung quanh hoặc ký chủ để tồn tại. Đặc điểm này khá giống với điều kiện tồn tại của một số loại virut khổng lồ.
Sinh vật thực nhân mang đặc điểm virus làm mờ ranh giới giữa virus và tế bào
“Sinh vật thực nhân” là nhóm thực thể sở hữu cả tính chất di truyền ổn định như tế bào nhưng lại biểu hiện kiểu ký sinh tương tự virut, chẳng hạn chỉ hoạt động hiệu quả khi xâm nhập vào cơ thể khác. Sự tồn tại của chúng càng làm rối loạn ranh giới phân biệt rõ ràng giữa virut và dạng sống thật sự.
Những phát hiện mới về virophage và tác động đến tiêu chuẩn phân loại virus
Pandoravirus với kích thước tiệm cận sinh vật nhân chuẩn nhỏ nhất
Virophage – nhóm virut ký sinh lên chính những virut khác – đã làm tăng thêm sự phức tạp trong cách hiểu về vị trí cũng như vai trò của virut trên phổ sự sống.
Virophage – virus ký sinh trên virus khác như Sputnikvirus
“Virophage” lần đầu tiên được phát hiện dưới dạng Sputnikvirus ký sinh trên Mimivirus hay đại diện khác gây ra hiệu ứng giảm khả năng nhân lên của chủ thể chính. Hiện tượng này tương tự như ký sinh trùng nhưng áp dụng ngay giữa các virut khiến giới khoa học kinh ngạc.
Tác động của virophage đến quá trình nhân lên của thể thực khuẩn
“Thể thực khuẩn” vốn là tập hợp virut chuyên ký sinh trên vi khuẩn thì việc bị virophage ký sinh lại một lần nữa tạo ra chuỗi cấp độ phụ thuộc phức tạp hơn bình thường nhiều lần. Nghiên cứu này góp phần làm sáng tỏ cấu trúc mạng lưới tương tác đa chiều giữa các vi thể trong môi trường tự nhiên.
Nghịch lý khi coi virus là vật không sống nhưng lại ký sinh lên nhau
“Chính việc một loại virut lại có thể ký sinh lên một loại virut khác tạo ra nghịch lý rõ nét: nếu chỉ coi virut là đối tượng vô tri vô giác thì khó giải thích hành vi tương tác đầy tính chiến thuật này. Điều đó buộc khoa học phải xem xét lại cách xác định tiêu chuẩn sự sống liên quan đến khả năng tương tác nội tại.
Quan điểm hiện đại về sự sống và vị trí của virus trên phổ sự sống
Phân loại mới nhất cho thấy sự đa dạng lớn và khác biệt giữa các nhóm virus
Khoa học ngày nay dần chuyển sang cách nhìn nhận rộng hơn về sự sống theo phổ liên tục từ dạng tồn tại đơn giản nhất đến phức tạp nhất. Virus được đặt vào vị trí trung gian quan trọng trên phổ đó nhằm phản ánh đúng hơn bản chất đa dạng cũng như khả năng thích nghi linh hoạt.
Sự liên tục giữa các dạng tồn tại từ viroid đến sinh vật tế bào phức tạp
“Sự sống” giờ đây không còn được coi nghiêm ngặt như vùng biên hoạch định bằng ranh giới cố định mà bao gồm chuỗi liên tục từ các hình thức di truyền tối giản như viroid đến tổ chức tế bào hoàn chỉnh như động thực vật đa bào. Virus đứng chính giữa chuỗi phổ ấy với vai trò cầu nối độc đáo.
Hai tiêu chí cốt lõi của sự sống Sinh sản và tiến hóa áp dụng với virus
“Sinh sản” dưới hình thức sao chép bản sao di truyền cùng “tiến hóa” qua biến dị trình tự gene đều xảy ra ở hầu hết mọi dạng virut dù họ vận dụng cơ chế rất riêng biệt nhờ tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với host cell. Đây chính là căn cứ quan trọng để xem xét chúng nằm trong phạm vi sự sống dù thiếu hụt chức năng trao đổi chất độc lập.
Phân loại mới nhất ICTV 2025 và đa dạng các miền virus
“ICTV (Ủy ban Quốc tế về Phân loại Virus) năm 2025 công bố hệ thống phân loại cập nhật ghi nhận chiều sâu đa dạng cũng như cấu trúc phân nhóm tinh vi dành cho hàng vạn loài virut khác nhau tìm thấy trên toàn cầu.
Hệ thống này giúp minh họa rõ nét hơn vị trí riêng biệt nhưng đồng thời liên kết mật thiết của virut đối với tất cả đời sống tự nhiên rộng lớn hơn.
Kết luận Virus Sinh vật hay thứ gì đó khác
“Virus có phải là sinh vật sống không? Tranh cãi kéo dài hàng thập kỷ và những khám phá mới đang thay đổi câu trả lời” vẫn chưa đưa đến một kết luận cuối cùng rõ ràng nhưng chắc chắn đã mở rộng tầm nhìn khoa học về bản chất thật sự của chúng. Virus không hoàn toàn phù hợp để gọi là ‘sinh vật’ theo nghĩa truyền thống nhưng cũng không đơn thuần chỉ là vô tri vô giác hay phần tử di truyền thuần túy. Với đặc điểm trung gian độc đáo cùng khả năng tiến hóa qua tương tác phức tạp với môi trường xung quanh, chúng ta cần xây dựng lại định nghĩa sự sống sao cho bao quát hơn để phù hợp với thực tiễn thiên nhiên ngày càng được khám phá sâu sắc.
