Virus

Vorwort
Am Anfang war das Virus

So ein kleines Ding! Kleiner als ein Sandkorn - viel kleiner. Zehnmal kleiner? Nein! Hundertmal kleiner? Nein! Tausendmal kleiner? Nein, noch kleiner! 10 000-mal kleiner als ein Sandkorn. Kleiner als winzig! Mit keinem Lichtmikroskop der Welt zu sehen und von der Struktur her so simpel, dass sich trefflich darüber streiten lässt, ob es überhaupt den Kriterien des Lebens genügt. Um in den strengen Augen der Biologen als lebendig zu gelten, sollte ein »Lebe-Wesen« nämlich zumindest sechs Bedingungen erfüllen:

Wachstum, im Sinn von Größenzunahme und Entwicklung;

Fortpflanzung, also das Hervorbringen von Nachkommen;

Stoffwechsel, die Fähigkeit, chemische Stoffe der Umgebung für die eigenen Zwecke, wie Energiegewinnung oder Substanzaufbau, zu nutzen;

Bewegung, ein Phänomen, das nicht so einfach ist, wie es scheint, es wird gleich noch differenzierter diskutiert;

Reizbarkeit, hier geht es nicht um Choleriker, sondern um die Möglichkeit, auf Umweltreize zu reagieren, sowie:

Evolution, die Weitergabe der eigenen Merkmale an die Nachkommen (Vererbung), wobei es bei jedem Vererbungsvorgang zu Merkmalsänderungen kommen kann, die unter Umständen die Überlebenschancen der Nachkommen verbessern.

Das sieht ein wenig nach einer anthropozentrischen Definition aus, denn zuerst fällt auf, wie spielend der Mensch diese Kriterien erfüllt. Aber was ist mit den Pflanzen? Sie bewegen sich nicht, sondern bleiben ihr Leben lang dort stehen, wo sie ihre ersten Wurzeln geschlagen haben. Das schon, verlautet es von den Freunden der definitorischen Klarheit, aber sie bewegen sich doch. Langsam zwar, aber dennoch merklich, wenn man sich den Drang und die Hinwendung zum Licht anschaut. Hier könnte man wiederum einwenden, dass es sich um Wachstum und nicht um Bewegung handelt, aber sei's drum. Das Kriterium der Evolution scheint als Bedingung ebenfalls streitbar, da sich auch Minerale evolutiv verhalten und weiterentwickeln.1

Doch es gibt auch eine Alternative zu dieser Lebensdefinition, die einzelne Merkmale addiert. In den Achtzigerjahren des letzten Jahrhunderts schlug der chilenische Biologe Humberto Maturana (*1928) vor, das Lebendige eher von der Struktur her zu betrachten. Er suchte nach einem einzigen Kriterium, das für alle biologischen Wesen zutraf, und gab diesem das geheimnisvolle Label »Autopoiesis«. Das Wort bedeutet so viel wie »Selbsterschaffung« und trägt der grundsätzlichen Eigenschaft des Lebens Rechnung. Leben entsteht nur aus Leben, und jeder lebendige Organismus kann seine eigenen Strukturen nur selbst aufbauen. Weder die Umwelt noch ein anderes System kann hier Vorschriften machen. Denn alles, was lebt, ist für seine innere Organisation selbst verantwortlich, das heißt, es geht mit äußeren Reizen immer zu seinen eigenen Bedingungen um, und nicht etwa zu denen der Umwelt.

Wendet man nun diese beiden Versuche, das Eigentümliche des Lebens zu fassen, auf Viren an, kommt man zu ganz unterschiedlichen Resultaten. Mit der summarischen Lebensdefinition als Richtschnur springen die Viren deutlich unter der Latte durch, da sie sich weder selbst vermehren können noch über einen eigenen Stoffwechsel verfügen und darüber hinaus kaum Anstalten machen, auf ihre Umwelt zu reagieren. Damit müssten Viren aus dem erlesenen Kreis des Lebendigen verbannt werden, und Biologen bräuchten beziehungsweise dürften sich nicht mit ihnen beschäftigen.

Die Idee der Autopoiesis führt hingegen zu einem anderen Ergebnis. Sicher, Viren können sich nicht selbst fortpflanzen, ihnen gelingt es nicht, sich zu teilen wie die Zellen noch sich zu paaren wie die meisten Tiere, und auch nicht, sich durch Bestäubung zu vermehren wie viele Pflanzen. Sie brauchen dafür eine Zelle, deren Befehlszentrum sie kapern können. Einmal eingedrungen, geben sie Befehle zur Produktion ihrer Nachkommen, die sich mitunter beim Verlassen des Wirtes auch noch mit einem Stück von dessen Zellwand ummanteln. So praktizieren die Viren vielleicht keine materielle, wohl aber eine informationelle Selbsterschaffung. Alle Viren tragen die Informationen darüber, wie ihre Strukturen aufzubauen sind, in sich. Sie besitzen die oberste Verfügungsgewalt über ihre innere Organisation. Allerdings brauchen sie zur Umsetzung ihrer Selbsterzeugung ein anderes biologisches Wesen. Damit aber sind die Viren im Reich des Lebens beileibe nicht allein. Benötigen nicht auch Apfelbäume andere, völlig artfremde Organismen wie Bienen, um sich fortzupflanzen? Und wer wollte ihnen die Lebendigkeit absprechen?

Vor dem Hintergrund der Autopoiesis-Idee sind Viren also quicklebendig. Wenn man bedenkt, dass sie sogar andere Lebewesen zwingen können, ihre Reproduktion zu betreiben, könnte man bei übertriebenem Interesse an Polemik sogar von einer höheren Lebensstufe sprechen. In jedem Fall aber verhalten sich Viren enorm clever und sind beispiellos erfolgreich. Ihre Individuenzahl auf der Erde kann man ohne Übertreibung als astronomisch bezeichnen. Mehr noch, diese Attributierung muss nach Faktenlage sogar als Untertreibung gewertet werden. Denn durch unser Universum fliegen etwa 1025 Sterne. Eine 1 mit 25 Nullen. Unvorstellbar, aber nicht unaussprechbar, auch wenn die Bezeichnung aus verständlichen Gründen selten gebraucht wird: Zehn Quadrillionen Sterne, mit denen die Viren auf der Erde den Vergleich nicht zu scheuen brauchen. Auf unserem Planeten leben - sagen wir es ruhig einmal - 1033 Viren. Um von 1025 auf 1033 zu kommen, muss man die Zahl mit 100 Millionen multiplizieren. Es gibt also 100 Millionen Mal mehr Viren auf der Erde als Sterne im All. Erstaunlicherweise hat auch diese Zahl einen Namen: eine Quintilliarde! Auf einen Menschen kommen 10 Milliarden Billionen Viren. Und eine einzige Art kann bereits so viel Ungemach verursachen!

Es ist wirklich unfair, die Lebendigkeit der Viren zu bestreiten. Nicht wegen ihrer schieren Menge und auch nicht nur wegen ihrer unübersehbaren Cleverness im Umgang mit biologischen Systemen, sondern vor allem, weil immer mehr Anzeichen dafür sprechen, dass die Viren bei der Entstehung des Lebens tatkräftig mitgewirkt haben. Viren könnten sogar die ersten Organismen überhaupt gewesen sein und damit den unteren, noch unverzweigten Teil vom Stammbaum des Lebens bilden.

Eine spannende Hypothese sagt dazu Folgendes: Vor etwa 3,9 Milliarden Jahren enthielt die Luft auf der Erde noch keinen Sauerstoff. Oberirdisch standen die Zeichen damit nicht sehr günstig für den Startschuss der biologischen Evolution. Anders in den Tiefen der Ozeane, besonders dort, wo der Meeresboden in der frühen Erdentwicklung immer wieder aufriss und glühendes Magma austrat. Dadurch konnte sich das Wasser in der Nähe solcher Stellen auf bis zu 400 Grad Celsius erhitzen - möglich ist das aufgrund des enormen Drucks, der in diesen Tiefen herrscht. Ein Paradies für chemische Reaktionen. In diesem ozeanischen Hexenkessel könnten dann Biomoleküle entstanden sein und daraus schließlich auch erste kurze RNA-Sequenzen. Damit war die Grundlage für die Existenz von Viren geschaffen, da sich mit dieser Nukleinsäure nicht nur genetische Informationen speichern lässt, sie konnte damals vermutlich sogar die Funktion von Enzymen ausüben - etwas, was heute Proteinen (Eiweißen) vorbehalten ist. So gelang es den Viren möglicherweise nach und nach, komplexere biologische Strukturen auszubilden, sodass sie schließlich auch über eine Art Stoffwechsel und in gewissem Maße über die Fähigkeit zur Fortpflanzung verfügten. In den letzten Jahren gefundene sogenannte Riesen- oder Gigaviren, die selbst noch andere Viren in sich tragen können, geben zu dieser Vermutung Anlass. Diese Urform des Lebens war jedoch nicht sonderlich effektiv. Die einzelnen Prozesse dauerten wahrscheinlich sehr lange. Allerdings war damals Zeit im Überfluss vorhanden. Es gab keine äußeren Bedrohungen - jedenfalls nicht von anderem Leben. Ein paar Hundert Millionen Jahre könnten die Viren allein auf der Welt gewesen sein, bis schließlich die ersten Einzeller auftauchten. Mit ihrem - an den Viren gemessen - hochkomplexen Aufbau, der innovativen Art der Energiegewinnung und der Möglichkeit zu teils rasanter Fortpflanzung wurden sie rasch zu den Platzhirschen und machten die Viren zu evolutionären Verlierern. Doch deren Ende war damit noch nicht besiegelt. Die Viren fanden eine evolutionäre Nische als Parasiten der Zellen, die offensichtlich viel erfolgversprechender war als ihre vormalig autonome Lebensweise. Mit der Zeit konnten sich die Viren denn auch eine weitere Reduktion ihrer Strukturen erlauben, denn alles Wichtige erledigten die Zellen, während sie sich darauf beschränkten, sich als reine biologische Informationseinheit vervielfachen zu lassen. Wenn diese Hypothese stimmt, dann wären nicht die Viren den zellulär organisierten Lebewesen in die Quere gekommen, sondern gerade andersherum.

So oder so ähnlich könnten die biologischen Anfänge ausgesehen haben. Eigentlich ein guter Startpunkt für ein Buch über die Geschichte der Viren. Doch es gibt da noch eine andere spannende Geschichte zu erzählen, jene nämlich vom Ringen um Erkenntnisgewinn über die merkwürdige Natur der Viren. Sie handelt von Menschen, die sich auch von...