Virussen vertegenwoordigen een van de oudste, zo niet het oudste, soort organismen, maar vormen ook verreweg de meest talrijke organismen op onze planeet[1].

In de atmosfeer bevinden zich naar schatting 1031 virussen, in de bodem 2,5 x 1031 virussen en in de oceanen 1,2 x 1030 virussen. In totaal wordt het aantal virussen op onze planeet op 1032 geschat[2], waarmee ze verreweg de meest succesvolle soort vormen. Dat zijn er honderd miljard meer dan het geschatte aantal sterren in het heelal (1021),[3] wat weer aanzienlijk meer is dan het aantal zandkorrels op onze planeet[4].

In een hopelijk begrijpelijk referentiekader: de oceanen vertonen een gemiddelde concentratie van 106 tot 109 virussen per kubieke millimeter[5], afhankelijk van de wetenschappelijke bronnen en de telmethoden[6] [7]. Dit betekent dat één enkele druppel oceaanwater gemiddeld tussen de 50 miljoen en 50 miljard virussen bevat[8].

Overvloed aan virussen in zeewater
© Sott.netOvervloed aan virussen in zeewater
De overvloed aan virussen in de oceaan is dermate groot dat ze, ondanks hun geringe gewicht[9], 95%[10] van de totale biomassa in de oceaan uitmaken.

Virussen zijn ook verreweg de meest diverse organismen, met naar schatting 100 miljoen verschillende soorten virussen op aarde[11]. Ter vergelijking: onze planeet telt ongeveer 5.500 bekende zoogdiersoorten.[12]
Een klein voorbeeld van virussen met hun diversiteit in omvang en vorm
© Viral ZoneEen klein voorbeeld van virussen met hun diversiteit in omvang en vorm
In de microbiële wereld vergezellen virussen bacteriën en archaea[13], maar zijn in de meerderheid[14] met een verhouding van tot wel 100 tot 1.

Zelfs de lucht zit vol met virussen. Elke minuut ademen we tussen de 17.000 en 400.000[15] virussen in. Dit cijfer springt omhoog naar 2 miljoen virussen per minuut als we sporten.

De alomtegenwoordigheid van virussen beperkt zich niet tot onze omgeving; ze zijn ook in overvloed aanwezig in ons eigen lichaam.

Neem bijvoorbeeld een van de vele soorten virussen: de bacteriofagen, ook wel fagen genoemd, omdat ze bacteriën infecteren. Een volwassen menselijk lichaam bevat naar schatting 1015 bacteriofagen[16]. Ter vergelijking, een mensenlichaam bevat ongeveer 1013 cellen[17], dat is 100 keer minder dan het aantal bacteriofagen.

Structuur van een bacteriofaag
Structuur van een bacteriofaag
Alleen al in de darmen van een volwassen mens wordt de totale populatie bacteriofagen[18] geschat[19] op 1015, wat neerkomt op 108 tot 1010 fagen per gram[20] ontlasting. Een onderzoeksdocument dat in 2021 werd gepubliceerd, toonde aan dat de virale populatie in de darmen uit meer dan 142.000 verschillende soorten fagen bestaat[21].

Bedenk dat deze berekeningen uitsluitend betrekking hadden op bacteriofagen, die slechts een fractie van de totale viruspopulatie uitmaken.

Bedenk eveneens dat dit aantal, hoewel aanzienlijk, blijft groeien. Een vergelijkbaar onderzoek dat in 2020 werd uitgevoerd, identificeerde slechts 33.000 virussoorten in de darmen van de mens[22]. Deze snelle toename in schattingen, die slechts één jaar na elkaar werden uitgevoerd, suggereert dat het werkelijke aantal virussoorten veel hoger ligt dan deze twee metingen.

Sinds het begin van de 20e eeuw blijft de wetenschap nieuwe soorten menselijke virussen ontdekken, terwijl het tempo van de ontdekkingen niet afneemt[23]:

De ontdekkingscurve van menselijke virussoorten.
De ontdekkingscurve van menselijke virussoorten.
Het aantal ontdekte menselijke virussen blijft groeien omdat ontdekkingsmethoden grotendeels worden gebaseerd op de ondergerapporteerde klinische waarneming:
[H]et proces van virusdetectie en -identificatie begint nog steeds grotendeels met klinische observatie. Er wordt echter algemeen aangenomen dat de overgrote meerderheid van humane infecties niet aan artsen wordt gemeld en dat voor de meeste infecties die wel worden gemeld, het etiologisch agens officieel niet wordt geïdentificeerd. Het is daarom niet verrassend dat we nog steeds nieuwe virussen ontdekken die mensen kunnen infecteren[24]
Slechts een klein deel van de virussen is ziekteverwekkend - het zijn deze virussen die worden opgespoord en soms geïdentificeerd. Maar de meeste virussen zijn niet ziekteverwekkend en blijven daarom waarschijnlijk onopgemerkt en ongeïdentificeerd.

Een onderzoek naar de viruspopulatie in menselijk plasma toonde een concentratie van 107 (10 miljoen) virionen[25] per milliliter[26]. Tijdens deze meting werden bij toeval verschillende nieuwe virussen ontdekt, die tot de familie van het anellovirus behoren[27].

Het officiële aantal virussen en de diversiteit van virussoorten in ons lichaam (darmen, bloed) is duizelingwekkend hoog en neemt voortdurend toe. Bovendien bevat ons eigen DNA ook virussen:
Een van de meest spectaculaire werken van deze eeuw was de publicatie van de sequentie van het menselijk genoom. Ongeveer de helft, misschien zelfs tweederde van de genoomsequentie bestaat uit min of meer complete endogene retrovirussen (ERV's) en de bijbehorende retro-elementen (RE's) [...].

Men denkt dat RE's zijn ontstaan uit overblijfselen van oude retrovirale kiembaaninfecties die evolutionair in het genoom werden verankerd.

De circa 450.000 menselijke RE-elementen (HERV) in het menselijk genoom vertegenwoordigen zo'n 8% van het menselijk genoom. Ze bestaan uit karakteristieke retrovirale elementen zoals de gag-, pol- en env-gengebieden en lang eindstandige herhalingen (LTR) die als promotor fungeren. Howard Temin, een van de ontdekkers van reverse transcriptase, beschreef endogene retrovirusachtige elementen al in 1985, waarvan hij schatte dat ze ongeveer 10% van de genoomsequentie van mensen en muizen uitmaakten.

Het werkelijke aantal bedraagt momenteel naar schatting ongeveer 45%. In sommige genen, zoals het Protein Kinase Inhibitor B (PKIB) gen, hebben we ongeveer 70% retrovirus-gerelateerde sequenties gevonden. Bestaat er een limiet? Zou het 100% geweest kunnen zijn?" [28]
De prevalentie van virus-gerelateerde sequenties (long interspersed nuclear elements (LINE), short interspersed nuclear elements (SINE), endogene retrovirussen en transposons) in het menselijk genoom wordt geïllustreerd in onderstaand diagram:

Aandeel van transponeerbare elementen in het menselijk genoom
​Aandeel van transponeerbare elementen in het menselijk genoom
Het menselijk genoom is niet het enige genoom dat een grote hoeveelheid endogene retrovirussen bevat. Virale sequenties vormen ook ongeveer de helft van het genoom van zoogdieren:
Zo beslaan sequenties van endogene retrovirussen 42,2% van het menselijke genoom en bijna de helft van het genoom van zoogdieren[29]
In totaal bevat het menselijk genoom ongeveer een half miljoen inserties van virale sequenties,[30] samen met ongeveer 200.000 kopieën van endogene retrovirussen die werden verkregen door ten minste 31[31] infecties[32]. Deze metingen hebben echter alleen betrekking op het aantal geïdentificeerde virale sequenties en retrovirussen.

De code van ons DNA bestaat letterlijk uit virale sequenties. Deze alomtegenwoordigheid wordt versterkt door de vele kopieën van dezelfde virale sequenties die overal in het menselijk genoom worden aangetroffen:
...bij mensen, gezien de enorme toename van het aantal insertieplaatsen bij die 30 tot 50 virusfamilies en ongeveer 200 subgroepen. Als we bijvoorbeeld alleen kijken naar de HERV-kloon 4-1 variant van de HERV-E familie [groep E van humane endogene retrovirussen], die door Sekigawa werd bestudeerd in verband met SLE [systemische lupus erythematodes], dan bevatte het menselijk genoom 85 kopieën van het virus op diverse integratielocaties binnen verschillende chromosomen[33].
In een wereld die zo overspoeld wordt door virussen en gezien de verspreiding van leven op deze planeet, is het dus duidelijk dat virussen slechts zelden ziekte veroorzaken en dodelijk zijn en dat hun doel veel verder reikt dan het dunne, zichtbare laagje van virusziekten.

Het bewijs dat virussen zoveel meer dan alleen ziekteverwekkers zijn, wordt geleverd door het feit dat virussen gemiddeld ongeveer een miljoen keer sneller evolueren dan hun gastheren[34]. Hoe zouden gastheren een effectief verdedigingssysteem kunnen ontwikkelen tegen zo'n voortdurend veranderende "vijand?"

[1] Hendrix, Roger W. et al. (1999) "Evolutionary relationships among diverse bacteriophages and prophages: All the world's a phage" PNAS 96 (5) 2192-2197
[2] K. Moelling (2020) "Viruses More Friends than Foes" Electroanalysis 32, 669
[3] Wu, Katherine J. (2020) "There are more viruses than stars in the universe. Why do only some infect us? - More than a quadrillion quadrillion individual viruses exist on Earth, but most are not poised to hop into humans. Can we find the ones that are?" National Geographic Society
[4] Mackie, Glen (2002) "To see the Universe in a Grain of Taranaki Sand". Swinburne University of Technology
[5] 6X10-5 kubieke inch
[6] Emiliani, C. (1995). "Evolution--a composite model". Evolutionary Theory Vol.10, No.6, 299-303
[7] 1012 tot 1014 virussen per kubieke inch
[8] Eén druppel is gelijk aan 50 kubieke millimeter
[9] Het gewicht van één virus is ongeveer gelijk aan 10-18g. Zie:
Bahr GF et al. (1976) "Determination of the mass of viruses by quantitative electron microscopy". Q Rev Biophys.;9(4):459-89
[10] Foulsham, George (2011) "10 million viruses in one drop of seawater" UC Santa Barbara
[11] Racaniello, Vincent (2013) "How many viruses on Earth?" Virology Blog
[12] Ibid
[13] Archaea zijn eencellige micro-organismen met een structuur die lijkt op die van bacteriën. Ze verschillen evolutionair gezien van bacteriën en eukaryoten en vormen het derde levensdomein. Zie:
Suchodolski, Jan. (2013) "Canine and Feline Gastroenterology", Chapter 2 - Gastrointestinal Microbiota, Pages 32-41. Ed. Robert J. Washabau and Michael J. Day
[14] Joseph, Rhawn (2009) "The Evolution Of Life From Other Planets Part 1". Journal of Cosmology. Vol 1, 100-150
[15] Le Libre Editors (2021) "Combien de virus inhale-t-on chaque minute?'' Le Libre
[16] Łusiak-Szelachowska, M. et al. (2020) "The Presence of Bacteriophages in the Human Body: Good, Bad or Neutral?" Microorganisms, 8(12), 2012
[17] Bianconi E, et al. (2013) "An estimation of the number of cells in the human body". Ann Hum Biol. 40(6):463-71
[18] De geschatte populatie van fagen in de darm en in het menselijk lichaam is ongeveer hetzelfde, omdat de meeste fagen zich in de darm bevinden.
[19] Łusiak-Szelachowska, M. et al. (2020) ''The Presence of Bacteriophages in the Human Body: Good, Bad or Neutral ?'' Microorganisms, 8(12), 2012
[20] Babickova, J et al. (2015) "Pathological and Therapeutic Interactions between Bacteriophages, Microbes and the Host in Inflammatory Bowel Disease" World J. Gastroenterol. 21, 11321 - 11330
[21] Camarillo-Guerror, L. F. et al. (2021) "Massive expansion of human gut bacteriophage diversity". Cell 184, 1098 - 1109.E9
[22] Gregory AC et al. (2020) "The Gut Virome Database Reveals Age-Dependent Patterns of Virome Diversity in the Human Gut". Cell Host Microbe. 28(5):724-740.e8
[23] Woolhouse, Mark et al. (2008) "Temporal trends in the discovery of human viruses". Proceedings. Biological sciences / The Royal Society. 275. 2111-5. 10
[24] Woolhouse MEJ, Adair K. (2013) "The diversity of human RNA viruses" Future Virol. 8(2):159-171
[25] Een virion is een volledig virusdeeltje dat bestaat uit een buitenste eiwitmantel die "capside" wordt genoemd en een binnenste kern van RNA of DNA
[26] 0.035 fl
[27] Mya Breitbart, Forest Rohwer (2005) "Method for discovering novel DNA viruses in blood using viral particle selection and shotgun sequencing" BioTechniques 39:5, 729-736
[28] Moelling, K. & Broecker, F. (2019) "Viruses and Evolution - Viruses First? A Personal Perspective" Frontiers in microbiology, 10, 523
[29] Wickramasinghe, Chandra et al. (2013) "Diseases From Space: Astrobiology, Viruses, Microbiology, Meteors, Comets, Evolution" Cosmology Science Publishers
[30] Feschotte, C., Gilbert, C. (2012) "Endogenous viruses: insights into viral evolution and impact on host biology" Nature Review Genetics 13, 283 - 296
[31] Dit cijfer doet denken aan de geschatte 20 tot 30 uitstervingen die onze planeet heeft meegemaakt. Zie hoofdstuk "Massa-extincties"
[32] Rhawn, Joseph (2010) "Comets and Contagion: Evolution, Plague, and Diseases From Space" Journal of Cosmology
[33] Ryan, 2013
[34] Wain-Hobson, S. (2008) "Retrovirus evolution". In: Origin and Evolution of Viruses. Academic Press