Stanisław Lem | ||||
"Wirus maszyn, zwierząt i ludzi " |
1 | "Wirus"
oznacza dosłownie "jad". Poprzednikiem plagi
wirusowej, zagrażającej komputerom, była
zaprogramowana przez A. K. Dewndeya w roku 1984 gra
"Core Wars". Jej fatalne potomstwo jako
możliwość dostrzegli dopiero czytelnicy Dewndeya.
Pamiętam jak po raz pierwszy w piśmie New
Yorker czytałem o
"Computer Crime": w tym czasie o wirusach
komputerowych nie było jeszcze mowy. Wirusy można od
siekiery podzielić na trzy klasy:
Generalnie biorąc, problem wirusów komputerowych jest jedną z niezliczonych odmianą "wynalazczości destrukcyjnej", która jest interesowna (i w tym niejako przedustawnie dana biologii, ponieważ wszystkie organizmy, czy złożone czy proste, są "ksobne" i niczego poza tym nie robią, co ich przeżywaniu na jakiś koszt cudzy lub własny nie służy), albo bezinteresowna. Trawa nie jest na ogół destrukcyjna, wirus mozaiki tytoniowej jest niszczycielem, podobnie naturalnie jak groźny wirus zapaści odpornościowej, powodujący AIDS. O tym, jak on powstał i skąd w toku "informacyjnej ewolucji" powstały wirusy dla nas zabójcze, chcę mówić nieco dalej: już teraz wszakże wolno rzec, że im w ich genezie żadnej "okrutnej intencji" nie można przypisać. Gdzie człowieka nie ma, nie ma też żadnej intencji, rozumianej jako taka chęć z której można by zrezygnować: intencja bez świadomego jej zaakceptowania w przyrodzie nie istnieje. Działania instynktów (pająka, skorpiona) są bezintencyjne, ponieważ instynkty sprawiają, że tak a nie inaczej organizmy zachowywać się muszą. Piszę o tym dlatego, że z grubsza wirusy maszyn (komputery są maszynami przetwarzającymi informacje, tak jak silniki maszynami przetwarzającymi energię) można rozdzielić na takie, które komuś do czego służą pozwalają wkraść się do atakowanego systemu informacyjnego, ukraść dane którymi można jakoś po zawładnięciu sobie wygodzić, itd.), i na takie (Michał Anioł), które oprócz tego, że w oznaczonym dniu czy godzinie zniszczą informację zakodowaną w maszynach, niczemu nie posłużą i niczego nie zrobią. Wirusy, które mają zadania niszczycielskie wyłącznie, są, rzecz jasna, efektem takiej pomysłowości cz1owieka, która zamiast tworzyć, przedostaje się (stara się przedostać) przez każdą obronę i ma za cel tylko destrukcję. Jest to bardzo niemiłe, że ten abstrakcyjnie poczęty ab1egier naszej wynalazczości ma (jak mniej wyrafinowane lecz bardziej brutalne) korzenie w atrakcyjności dla nas ZŁA po prostu. O czym się nie mówi, albo zapomina. Marzeniem "hackera" może być i atomowa wojna światowa, wywołana dzięki jego umiejętności wtargnięcia do najlepiej zastrzeżonego systemu jakichś sztabów generalnych. |
2 | Wirusy żywych organizmów powstają zawsze w toku ewolucji naturalnej, podobnie zresztą jak wszystkie żywe ustroje, zarówno pasożytujące, jak żyjące nie tak jawnie "na cudzy koszt". Nie mają one własnej przemiany materii. Zmuszają komórki gospodarza do wytwarzania niezbędnych wirusowi związków molekularnych, powodując śmierć lub uszkodzenie całych tkankowych zespołów z kolei rozprzestrzeniają się w organizmie, a zwykle przenoszą się różnymi drogami na organizmy podobne. (Wynika z tego wirusowa choroba, epidemia, a w przypadku AIDS - pandemia obecna). Wirusy uważa się za ogniwo pośrednie między materią martwą i żywą, gdyż z jednej strony potrafią się - dzięki "niewoleniu" gospodarzy rozmnażać, a wyosobnione można z drugiej strony krystalizować (nie wszystkie tak prosto jak wirus mozaiki tytoniowej). (Istnieją też wirusy bakterii, tak zwane fagi beta na przykład). |
3 | Dochodzę
do kwestii, na której mi zależało. Dwa są istotne
podobieństwa pomiędzy wirusami organizmów i
komputerów. Dwudzielność wirusa oraz tak zwany
"okres latencji". Wirus składa się o otoczki
proteinowej i wewnątrz umieszczonej "substancji
dziedzicznej". Jego molekularne "czujniki"
zewnętrzne stwierdzają należyty kontakt z obiektem do zainfekowania.
Nić kwasów nukleinowych zostaje przy udanym
"zakotwieniu" wstrzyknięta do komórki
gospodarza i następnie wirus traci swoją identyczność
jako mały system samodzielny. Wnika bowiem w procesy
komórkowe, najczęściej jądrowe (DNA) gospodarza, by je dla siebie
wykorzystywać. Latencja, to okres utajnienia infekcji.
Wirus musi najpierw uruchomić etap aktywnej inwazji
wewnętrznej, z grubsza sprowadzalny do tego, że
przerzuca on tak i tyle zwrotnic molekularnych aparatu
komórki atakowanej,
aż podleg1szy mu, będzie ona już producentem
elementów budowy wirusa, który wtargnął: kończy się
to w granicy rozpadem i śmiercią komórki gospodarza, a
rzut potomnych wirusów atakuje dalsze tkanki ustroju.
Natomiast etapy ewolucji wirusów komputerowych może
cechować albo specjalizacja, albo na odwrót, swego
rodzaju uniwersalizacja, czyli albo się one coraz
skuteczniej mogą zmagać z obroną (ponieważ istnieją
wszak specjalne antywirusowe programy), albo mogą być
"zaraźliwe" dla szerszej gamy różnych programów. Zasadniczo
jednak idzie zawsze o te wszystkie dziś na rynku obecne
komputery, które potrafią imitować najprostszy system,
jakim jest maszyna Turinga, a to znaczy, że wszystko
zasadza się na pracy krokowej. Od słowa łacińskiego ITERATIO,
powtórzenie, powstanie
kolejnego kroku, bierze się pojęcie pracy ITERACYJNEJ.
Już mi kilkakrotnie w
esejach dla PC MAGAZINE ktoś " przerabiał" iterację
na interakcję,
co powodowało rozmijanie się z sensem. (Iteracja
powstała jako
termin już w zaraniu cybernetyki). Otóż wirusy dzisiaj
jeszcze skutecznie do programów projektowanych dla
paralelnie pracujących komputerów brać się nie mogą
z tej trywialnej przyczyny, że te komputery w większej
mierze są marzeniem aniżeli rzeczywistością. Mózg
(każdy, nie tylko
człowieka) działa wedle reguły wypowiedzianej przez
Johna von Neumanna: układ PEWNY (oporny na awarie)
zbudowany z elementów NIEPEWNYCH (awariom podległych).
W równoległym komputerze POWINNA właśnie obficie
rozdrzewiona sieć połączeń pomiędzy poszczegó1nymi "bramkami"
umożliwiać likwidowanie lokalnych awarii, gdyż jeśli
jedna droga zostanie zamknięta, zwykle jakąś inną,
okólną, sygnał pobiegnie. Natomiast dziś tak sprawna
antyawaryjność antywirusowa jeszcze nie została
szerokim frontem osiągnięta. Przepraszam jednak za dygresję, by powrócić do zagadek wirusów pasożytujących na życiu, zwłaszcza zaś do wirusa AIDS. (Nawiasem mówiąc uważam za skandal, że w USA, we Francji, w Rosji ukuto w miejscowych językach terminy dla tego wirusa: SIDA, SPID, a u nas albo posługujemy się angielskim HIV, albo mówi się o AIDS, co sensu stricto jest głupstwem, gdyż AIDS oznacza Acguired Immunodeficiency Syndrom, czyli agonalną, ostatnią fazę przegranej walki ustroju z wirusem, a nie samego wirusa). |
4 | Nasuwające się zewnętrznemu obserwatorowi podobieństwo "wyścigu zbrojeń" pomiędzy wirusami i organizmami jest po części złudzeniem, wywołanym naturalną naszą skłonnością do antropomorfizacji zachowań wszystkiego, co żywe. Chodzi i o to, że specjalizacja programów wirusowych oraz antywirusowych w informatyce oznacza wzrosty sprawności, wywo1ane doskonaleniami (więc mamy "ochronne szczepienie", instalowane w systemie, które ma zastępować każde odchylenie od pożądanej funkcji, mamy "desinfectantia", które usuwają, czy likwidują rozpoznanego wirusa, mamy "kwarantannę", czyli czas odczekany dla wykrycia, czy wirus się nie zaktywizuje - co prawda wirus może mieć wbudowany czujnik kalendarzowo-zegarowy o długoterminowym zasięgu). Stąd "kwarantanna" nie jest zabezpieczeniem pewnym. |
5 | A jak to
jest właściwie z tą prob1ematyką, przeniesioną w
obszar żywych organizmów? Tu trzeba rozdzielić
przynajmniej dwie dziedziny. I W latach pięćdziesiątych do walki z królikami, które, rozmnożywszy się, niszczyły w Australii pastwiska owiec, wprowadzono myksowirusy wywołujące śmierte1ne schorzenie królików. W rezu1tacie 90% królików wymarło, ale sukces okazał się krótkotrwały, ponieważ już w latach sześćdziesiątych populacja królików całkowicie się odtworzyła. Mianowicie króliki, co przeżyły, stały się na myksomatozę niewrażliwe. Jest wysoce prawdopodobne, że podobny przebieg miałaby pandemia ludzkości, atakowanej przez HIV. Lecz trudno, abyśmy się pogodzili z widmem śmierci 90% populacji Ziemi, po czym pozostałe 10% nie umierało by już na AIDS... Ogólna zaś zasada jest taka: młode tj. ewolucyjnie wcześnie powstałe pasożyty są wysoce zjadliwe. Ich zjadliwość (wirulencja) niesie zgubę atakowanym ofiarom, lecz im zagraża także bo gdyby wszystkie ofiary zginęły, to pasożyty wraz z nimi również znikłyby całkowicie. Toteż z biegiem czasu ustanawia się dynamiczna równowaga między pasożytami i gospodarzami w ewolucji, i "stare" pasożyty "dają żyć" swoim gospodarzom we własnym interesie". Rzecz jasna, taki wynik "gry o przeżywanie" nie wynika z "rachuby", do której nie są ani bakterie czy wirusy, ani owce czy małpy zdolne: wynika ta równowaga z faktu, że przeżywa to i ten, kto się zachowuje z POMIARKOWANIEM, chociaż nie ma "głowy do rozmyślania nad zachowawczą strategią". Kamyki żwiru najbardziej zbliżone do kształtu kulistego podążają w rzece najdalej nie dlatego, że są najbystrzejsze, ale dlatego, że zasięg żwiru zależy od oporu stawianego przez podłoże. Zjawiska takie zdają się naiwnemu sugerować, że jakiś", Ktoś" jednak taktykę obmyślił. Z wirusem HIV jest tak: jest to jeden z bardzo wielu przedstawicieli klasy retro virinae (bez własnego DNA), a tą klasą dla odkrycia genów nowotworowych (onkogenów) i wirusa HIV nie interesowali się wirusologowie, mając "ważniejsze tematy" do badań. Na nauce dziś mści się bowiem lawinowy wzrost "tematów", o którym jako o grożącej "bombie megabitowej" pisałem w "Sumie T." przed 33 laty. II Gdzie drwa rąbią, tam wióry lecą. Wszystkie wirusy są odpryskami genomów roślin i zwierząt, odpryskami, "wiórami", które dzięki doborowi naturalnemu i selekcji uzyskały wzg1ędną suwerenność, umożliwiającą im przeżywanie dzięki temu, że albo przeżywają jako "niewinni pasażerowie na gapę" zwierzęcych gatunków (lub roślinnych), albo stają się tak czy inaczej chorobotwórcze. Więc podobnie było i z groźnym dzisiaj wirusem HIV. Wspólny przodek wirusa HIV powstał zapewne u końca KREDY, czyli około 70 milionów lat temu, gdy podział klasy ssaków na żyjące dziś rzędy jeszcze nie nastąpił. Linia, wiodąca wprost do HIV , oddzieliła się, kiedy przodkowie małp szerokonosych przemieścili się na kontynent południowoamerykański (z końcem eocenu). Wirusy tak długo z małpami współistniały, że obecnie już nie powodują im żadnych przypadłości. Takim to sposobem koewolucja, trwająca wiele milionów lat, powoduje "pokojowe współżycie" prapasożyta i pragospodarza. Lecz dopiero gdzieś w naszym lub poprzednim stuleciu doszło do zarażeń wirusami małp - człowieka w Afryce: prawdopodobnie w związku z polowaniem na małpy. To spowodowało skomplikowane pasaże typu "małpy-człowiek-małpy", aż doszło do czysto miejscowych schorzeń, ale ponieważ wczesna śmiertelność była w Afryce wysoka i bez udziału HIV, nie zostały te wirusy dawniej dostrzeżone. Dopiero połowa XX wieku spowodowała nagłe i masowe zwiększenie migracji na kuli ziemskiej: wirusy dostały się do Haiti i do USA oraz na resztę planety. Otóż to, czym najbardziej zaskoczyły medycynę, był okres ich 1atencji, który, jak wiemy już, może przekraczać i 10 lat utajnienia. Dlaczego? Przypisywanie tym wirusom jakiejś diabolicznej strategii, która udaremnia wczesne rozpoznania i powoduje niemal 97-99 procentową śmiertelność, jest naszym złudzeniem. Po prostu przypisujemy wirusom umiejętności, warunkowane wręcz teorią gier i jej taktykami, podczas kiedy rozwiązanie zagadki jest banalnie proste. Wręcz trywialne. HIV jako retrowirus dysponuje tylko rybonukleidami (RNA), i podług tej matrycy odtwarza typowe nukleotydy DNA, które dopiero umożliwiają mu dalsze rozmnażanie i w tym sęk, ponieważ precyzja RETRO, tj. przekładu "odwrotnego" z RNA na DNA nie jest dobra, a nawet odznacza się wysoką błędnością. Jeden b1ąd przypada na 1700 nukleotydów, a to jest naprawdę dużo. Przez to w szczepach latwo powstają bardzo wirulentne odmiany, które powodują śmierć nosicieli i dzięki latencji ułatwiają zarażenie nowych ofiar. Cóż takiego powoduje z kolei wysoką wirulencję? I tu działa po prostu duża zawodność regulacji genowej zachowania wirusa... Ten wirus ma trzy geny - tat, rev i nef; dwa pierwsze regulują jego ekspresję, tj. po prostu sterują kolejnymi krokami jego rozwoju (w komórce zarażonej). Natomiast nef jest to hamulec tamtych dwu genów: negative expression factor. To on powoduje "represję ekspresji", czyli to, co my jesteśmy skłonni nazwać "trwaniem w długim przyczajeniu". Gen nef znajduje się na końcu (terminale) nici RNA. Dopóki ów "hamulec" działa normalnie, przedwirusów (wirionów) jest mało, wykryć ciał odpornościowych we krwi już zarażonego nie można, infekcja bywa nazywana "milczącą" lub "skrytą". "Normalne" szczepy wirusa, zaopatrzone w nef jako "hamulec", nie powodują zapaści odpornościowej, nie prowadzą do AIDS. Ponieważ jednak, jak się rzekło, zbyt "prymitywna" jest precyzja replikacyjna wirusa, po pewnym czasie powstające losowo błędy prowadzą wreszcie do uszkodzenia (mutacyjnego) "hamulca". Pozbawione "hamulca" wirusy zaczynają się gwałtownie mnożyć, powstaje pozytywna serokonwersja (tj. we krwi łatwo można wykryć wirusy), i ofiara "jedzie" już prosto w AIDS, czyli w stronę agonii. Okres skrytej infekcji można wyznaczyć dość podobnie, jak czas oczekiwania na serię "czerwone wygrywa" w Monte Carlo, czy na realizację określonego stanu (szlem w brydżu, trzy szóstki w rzutach trzema kośćmi itp.) Okres "milczącej infekcji" wynosi dla HIV 1 4-14 lat, dla HIV2 do 24 lat... Innymi słowy, zamiast "przebiegłej techniki zaczajenia" mamy po prostu przed sobą efekt regulatywnej ułomności, spowodowanej dość skomplikowaną, niejako okrężną drogą, którą przebył w ewolucji naturalnej praprzodek wirusa HIV. Nie jest on "zbyt wyrafinowany", lecz niejako na odwrót - nazbyt "prosty": "gubiąc" hamulce ekspresji, na łeb na szyję się rozmnaża, ginie z ofiarami, ale pozostają szczepy jeszcze "nie zdefektowane". Biorąc rzeczy czysto teoretycznie, "należałoby czekać", aż dojdzie do takiej dynamicznej równowagi między ludźmi i wirusami, do jakiej w Australii doszło między królikami i wirusami myksomatozy... co oznaczałoby jednak spustoszenie planety daleko gorsze od spowodowanego przez wszystkie epidemie średniowiecza z "czarną śmiercią" na czele. Cóż należy więc uczynić, aby powstrzymać ów pochód śmierci? To jest wciąż nierozwiązane zadanie, kwestia, która wymagałaby osobnego roztrząsania. Mnie szło zaś tutaj jedynie o demonstrację (nie bez uproszczeń) różnicy (przy faktycznych podobieństwach) pomiędzy zachowaniem wirusów komputerowych człowieka (złośliwego dodajmy) i wirusów Natury... |
Marzec 1994
sssdasd![]() ![]() |