admin
Liệu virus có phải là sinh vật sống? Đây là câu hỏi đã gây tranh cãi suốt nhiều thập kỷ trong giới khoa học. Với những nghiên cứu và phát hiện đột phá gần đây, quan điểm về bản chất của virus đang dần thay đổi. Bài viết này sẽ đưa bạn đi sâu vào lịch sử tranh luận, khám phá các virus khổng lồ cùng bộ gen đặc biệt, cũng như các giả thuyết tiến hóa mới để làm sáng tỏ vấn đề này.
Lịch sử và tranh cãi về định nghĩa virus là sinh vật sống
Việc xác định liệu virus có được coi là sinh vật sống hay không luôn là chủ đề nóng bỏng và phức tạp trong lĩnh vực sinh học. Trong suốt thế kỷ 20, các nhà khoa học đã đặt ra nhiều tiêu chí để phân loại sự sống, nhưng virus lại nằm ở ranh giới mơ hồ giữa vật sống và vật vô tri. Điều này khiến cho việc định nghĩa chính xác về virus gặp khó khăn lớn, khi mà chúng thể hiện những đặc điểm đặc biệt khác biệt so với những sinh vật tế bào thông thường.
Quan điểm truyền thống trong sinh học về virus
Truyền thống lâu nay, virus được xem như những thực thể không sống bởi vì chúng không thể tự sinh sản hoặc trao đổi chất một cách độc lập. Chúng cần phải dựa vào tế bào vật chủ để nhân lên, điều này khiến nhiều chuyên gia sinh học cho rằng virus chỉ đơn thuần là các phần tử di truyền được bao bọc trong lớp protein mà thôi.
Tiêu chí phân loại sự sống và vị trí của virus
Các tiêu chí phân loại sự sống như khả năng sinh sản tự thân, chuyển hóa năng lượng, đáp ứng với môi trường,… đều khó áp dụng hoàn toàn cho virus. Virus không tự duy trì quá trình trao đổi chất hay phát triển như tế bào, nhưng lại sở hữu vật chất di truyền và tiến hóa theo thời gian. Sự khác biệt này tạo nên một vùng “xám” trong phạm trù sự sống mà virus chiếm giữ.
Sự mơ hồ trong khái niệm “sinh vật sống” qua các thời kỳ
Khái niệm về sự sống không hề cố định mà đã trải qua nhiều lần điều chỉnh theo tiến bộ khoa học. Virus càng làm nổi bật sự mơ hồ đó khi vừa mang những tính chất của sinh vật nhưng lại thiếu một số yếu tố thiết yếu. Điều này dẫn đến việc tranh luận kéo dài giữa các nhà nghiên cứu về việc xếp virus vào đâu trên cây sự sống.
Những phát hiện đột phá về virus khổng lồ
Gần đây, các nghiên cứu đã khám phá ra những loại virus có kích thước và cấu trúc phức tạp vượt xa virus truyền thống, được gọi chung là virus khổng lồ. Những khám phá này đã làm thay đổi cách nhìn nhận của giới khoa học về viral biology, đồng thời mở ra nhiều câu hỏi mới về nguồn gốc cũng như vị trí phân loại của chúng.
Phát hiện Mimivirus và bước ngoặt trong nghiên cứu virus
Mimivirus mở ra kỷ nguyên nghiên cứu virus lớn và phức tạp
Mimivirus được phát hiện đầu tiên vào đầu thế kỷ 21, có kích thước lớn gần bằng cả vi khuẩn nhỏ nhất và bộ gen chứa hàng trăm gen, điều chưa từng thấy ở các loại virus trước đó. Phát hiện này đã làm dấy lên nghi vấn liệu Mimivirus có thể thực hiện một số chức năng tương tự sinh vật tế bào.
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
Tiếp nối Mimivirus, các nhà khoa học còn phát hiện Pandoravirus và Megaklothovirus horridgei với kích thước lớn hơn nữa cùng bộ gen đa dạng. Những phát hiện này càng củng cố giả thuyết rằng đường biên giữa virus và tế bào được nới rộng hơn rất nhiều so với trước đây.
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
Các nghiên cứu sâu hơn đã chỉ ra rằng bộ gen của virus khổng lồ không chỉ chứa các gen cần thiết cho quá trình sao chép mà còn mã hóa một số enzyme liên quan đến con đường chuyển hóa năng lượng như đường phân và chu trình axit tricarboxylic. Điều này hé lộ khả năng thực hiện một số chức năng trao đổi chất yếu ớt ngay cả khi nằm trong tế bào chủ, đánh dấu bước tiến quan trọng so với hình mẫu truyền thống của virus.
Kích thước bộ gen của virus khổng lồ vượt trội so với virus truyền thống
Trong khi hầu hết các virus cổ điển có bộ gen nhỏ gọn chỉ vài nghìn nucleotide, thì các loại virus khổng lồ sở hữu bộ gen lên đến hàng triệu nucleotide, chứa rất nhiều gen mã hóa protein phức tạp. Kích thước này mang lại cho chúng khả năng thực hiện nhiều chức năng chưa từng thấy ở nhóm viral trước đây.
Gen liên quan đến đường phân và chu trình axit tricarboxylic trong bộ gen
Sự xuất hiện của các gene mã hóa enzyme thuộc con đường chuyển hóa như glycolysis hay TCA cycle chứng minh rằng một số loại virus khổng lồ có thể tham gia trực tiếp vào quá trình biến đổi năng lượng bên trong tế bào chủ. Đây là phát hiện gây ngạc nhiên vì từ lâu người ta tin rằng bất kỳ hoạt động trao đổi chất nào cũng thuộc về tế bào chủ chứ không phải bản thân virus.
Giả thuyết về khả năng trao đổi métabolik yếu ớt ở một số virus
Một số nhà nghiên cứu đặt giả thuyết rằng các enzyme chuyển hóa tìm thấy trong bộ gen đại diện cho một dạng trao đổi chất yếu ớt hoặc sơ khai giúp hỗ trợ quá trình nhân lên của virus bên trong tế bào chủ, tạo nên một trạng thái trung gian giữa sự sống thực sự và sự phụ thuộc hoàn toàn.
Nhà máy virus – cấu trúc độc lập trong tế bào chủ
“Nhà máy sản xuất” hay factory của virus được nhắc đến nhằm mô tả cấu trúc có tổ chức cao độ bên trong tế bào bị nhiễm mà tại đó quá trình tổng hợp viral diễn ra hiệu quả. Điều này càng chứng tỏ tính phức tạp hơn hẳn của các loại virus khổng lồ so với mẫu hình cổ điển đơn giản trước đây.
Giả thuyết tiến hóa và ranh giới mờ nhạt giữa virus và sinh vật tế bào
“Vấn đề nguồn gốc tiến hóa của virus vẫn còn là bí ẩn lớn. Một giả thuyết táo bạo cho rằng những loại virus phức tạp ngày nay tiến hóa từ tổ tiên là những sinh vật tế bào đơn giản rồi dần trở thành ký sinh nội bào chuyên biệt. Sự tồn tại song song giữa vi khuẩn cổ Sukunaarchaeum với bộ gen nhỏ lệ thuộc hoàn toàn vào vật chủ cũng góp phần làm rõ thêm câu chuyện tiến hóa này.
Virus tiến hóa từ sinh vật tế bào – một giả thuyết táo bạo
Thay vì coi virus là thực thể riêng biệt từ đầu, giả thuyết này cho rằng chúng xuất phát từ các vi khuẩn hoặc archaea giảm dần khả năng độc lập do thích nghi với lối sống ký sinh nội bào lâu dài, dẫn tới mất đi nhiều chức năng cơ bản nhưng giữ lại khả năng tự nhân bản bằng cách chiếm đoạt hệ thống tế bào chủ.
Ví dụ về vi khuẩn cổ Sukunaarchaeum với bộ gen nhỏ và phụ thuộc vật chủ
Sinh vật thực nhân cho thấy sự tương đồng đáng chú ý với lối sống của virus
Sukunaarchaeum sở hữu bộ gen rất nhỏ so với vi khuẩn thông thường, mất nhiều đường chuyển hóa thiết yếu nên hoàn toàn phụ thuộc vào môi trường hay cơ thể chủ để tồn tại – đặc điểm tương tự khiến nó đi gần hơn đến ranh giới giữa vi khuẩn và dạng tồn tại giống như virus.
Sinh vật thực nhân mang đặc điểm virus làm mờ ranh giới giữa virus và tế bào
“Sinh vật thực nhân”, tức các loài đơn bào nhân chuẩn cũng đôi khi biểu hiện đặc tính giống viral như khả năng ký sinh hoặc tương tác theo kiểu parasitic phức tạp khiến ranh giới truyền thống vốn sắc nét giờ trở nên pha loãng hơn bao giờ hết.
Những phát hiện mới về virophage và tác động đến tiêu chuẩn phân loại virus
“Virophage”, nhóm các loại ‘virus ký sinh’ lên chính những loại virus khác như Sputnikvirus vừa được phát hiện gần đây đã gây chấn động cộng đồng khoa học khi làm đảo lộn quan niệm cũ kỹ từng coi viral chỉ đơn thuần là tác nhân gây bệnh hoặc kí sinh trên tế bào chủ.
Virophage – Virus ký sinh trên virus khác như Sputnikvirus
“Virophage” hoạt động bằng cách xâm nhập vào quy trình nhân lên của một loại virus lớn hơn rồi làm gián đoạn quá trình ấy để lợi dụng tài nguyên sẵn có phục vụ cho chính mình. Sputnikvirus là ví dụ điển hình minh họa rõ nét cơ chế hoạt động đầy tinh vi này.
Tác động của virophage đến quá trình nhân lên của thể thực khuẩn
“Sự can thiệp của virophage khiến tốc độ cũng như hiệu suất nhân lên của thể thực khuẩn bị giảm sút đáng kể, ảnh hưởng trực tiếp đến sự lan truyền viral trên quy mô rộng lớn hơn. Hiện tượng này đặt ra bài toán khó khăn khi phân tích cơ chế kiểm soát dịch bệnh do viral gây ra.”
Nghịch lý khi coi virus là vật không sống nhưng lại ký sinh lên nhau
“Hiện tượng một dạng viral có thể ký sinh trên dạng viral khác tạo ra nghịch lý thú vị: nếu coi họ là không sống thì việc tương tác theo kiểu ký sinh nội bộ càng làm suy yếu luận điểm đó. Nó thúc đẩy tư duy mở rộng định nghĩa về sự sống bao hàm cả các mối quan hệ phức tạp giữa các dạng tồn tại siêu nhỏ bé này.”
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
Quan điểm hiện đại ngày càng nhận thức rõ ràng rằng sự liên tục trên phổ các dạng tồn tại từ viroid đơn giản đến các hệ thống tế bào phức tạp giúp ta hiểu sâu sắc hơn vị trí đặc biệt mà virut chiếm giữ. Theo tiêu chuẩn mới nhất ICTV năm 2025, ngành Virus học đã phân loại đa dạng hơn rất nhiều miền viral dựa trên đặc điểm di truyền và cơ chế hoạt động riêng biệt.
Sự liên tục giữa các dạng tồn tại từ viroid đến sinh vật tế bào phức tạp
“Thay vì chia rõ ràng thành hai thái cực sống hoặc không sống, ngày nay nhìn nhận xu hướng tập trung vào chiều liên tục biểu hiện từ cấu trúc nhỏ nhất như viroid – bản thân chỉ là RNA – đến các cấu trúc viral phức tạp rồi cuối cùng là hệ thống tế bào hoàn chỉnh giúp mở rộng góc nhìn linh hoạt hơn.”
Hai tiêu chí cốt lõi của sự sống Sinh sản và tiến hóa áp dụng với Virus
“Dù không tự do trao đổi chất hay tự tái tạo hoàn toàn độc lập, nhưng khả năng tiến hoá qua chọn lọc tự nhiên cùng việc sản xuất thế hệ kế tiếp thông qua cơ chế infect host cell vẫn đặt virut vào danh sách khá gần gũi với sự sống theo nghĩa rộng.
Phân loại mới nhất ICTV 2025 và đa dạng các miền Virus
“ICTV phiên bản cập nhật năm 2025 đánh dấu bước nhảy vọt trong việc nhận diện đa dạng miên viral dựa trên dữ liệu genome sequencing tiên tiến cùng mô hình tiến hóa phân tử giúp xác định rõ ràng hơn mối quan hệ họ hàng cũng như vai trò chức năng khác nhau giữa từng nhóm.”
Virus liệu có phải là sinh vật hay thứ gì 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” đã minh chứng qua nhiều phát hiện đột phá rằng chúng đại diện cho một dạng tồn tại vô cùng đặc biệt nằm ở ranh giới giữa sự sống và phi-sống. Sự tồn tại đa dạng cũng như khả năng tiến hoá linh hoạt khiến chúng khó bị xếp hạng đơn giản theo tiêu chuẩn truyền thống. Có thể nói rằng virut vừa mang đặc điểm giống sự sống vừa mang tính chất phi-cơ bản tạo nên một lớp thực thể trung gian đầy bí hiểm mà khoa học vẫn tiếp tục khám phá từng ngày.
