Virușii ca informație

Virușii sunt factorii principali ai biogeochimiei globale și agenții etiologici ai multor boli. Ei sunt, de asemenea, câștigătorii jocului vieții: există mai mulți viruși pe planetă decât organisme celulare, și ei sunt cei care codifică cea mai mare parte a diversității genetice de pe planetă. De fapt, este rezonabil să privim viața ca pe un incubator viral. Cu toate acestea, cele mai multe teorii ecologice și evolutive au fost dezvoltate și continuă să fie dezvoltate fără a lua în considerare virosfera. Aceasta înseamnă că aceste teorii trebuie să fie reinterpretate în lumina cunoștințelor virale, sau trebuie să dezvoltăm o nouă teorie din punct de vedere viral. O întrebare majoră remarcabilă în biologie este: de ce este cea mai mare parte a vieții virală? O perspectivă cheie este că, în timpul unui ciclu de infecție, virusul original este complet distrus și doar informațiile asociate sunt transmise generației următoare. Acest lucru este diferit pentru organismele celulare, care trebuie să transmită o parte fizică a lor din generație în generație. Pe baza acestei premise, consecințele termodinamice ale informațiilor fizice (de exemplu, principiul Landauer) pot să fie observate la populațiile virale naturale. Această legătură între informațiile fizice și genetice este apoi utilizată pentru a dezvolta ipoteza informațiilor virale, care afirmă că informațiile genetice se reproduc în detrimentul eficienței energetice a sistemului (adică este de natură virală). Informațiile virale pot fi testate și această viziune nouă poate explica teoriile ecologice și evolutive existente din principii mai fundamentale.

Virușii sunt singurele entități biologice care se reproduc pur și simplu ca informație. Când un virus intră în gazda sa, virionul se dezasamblează complet și acidul nucleic este copiat în noi genomi, care sunt apoi ambalate și eliberate ca noi virioni. Din punct de vedere fizic, nu există nimic în forma originală a virionului care trebuie transmis de la o generație la alta. Nicio singură moleculă, atom sau cuarc nu trebuie transferat între vechi și nou. Singurul lucru care trebuie mutat între generațiile virale este informația pentru a construi următorul set de viruși. Restul biologiei funcționează diferit. Fiecare celulă nouă își împarte fizic toate moleculele cu celula mamă originală în momentul divizării.

Conform lui Forest Rohwer și Katie Barott, în Viral information, ipoteza informațiilor virale susține că:

Informațiile fizice se referă la poziția în Univers.
Biologia creează informații fizice prin schimbarea poziției materiei, funcționând efectiv ca Demon al lui Maxwell.
Informațiile virale convertesc diferite tipuri de informații fizice în sine în detrimentul eficienței energetice generale.
Distrugerea informațiilor fizice are un cost termodinamic, care este cuantificat prin principiul lui Landauer. Populațiile extrem de mari, cum ar fi virușii, experimentează selecția la limita Landauer și acest lucru este observabil.

Sursa: Forest Rohwer and Katie Barott, Viral information