病毒是怎么回事

病毒是怎么回事？為何要遠(yuǎn)離野生動(dòng)物大部分病毒的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，基本上就是一個(gè)蛋白質(zhì)構(gòu)成的外殼包著一些遺傳物質(zhì)，平時(shí)就與死物無(wú)異，一旦感染細(xì)胞，它們就將自己的基因注入宿主細(xì)胞當(dāng)中，利用宿主細(xì)胞復(fù)制自身產(chǎn)生新的病毒。病毒是生物嗎？它們又從何而來呢？下面，我們就來看看病毒起源的三個(gè)假說。假說一遠(yuǎn)古大分子。有一些大分子，比如RNA、DNA以及蛋白質(zhì)開始或獨(dú)立或彼此協(xié)作地復(fù)制自身，這個(gè)階段可以稱為“分子生命”。然而在一片祥和的分子生命中卻產(chǎn)生了一個(gè)異類，那就是包括現(xiàn)存所有生物的最近共同祖先“露卡”（LUCA）在內(nèi)的一些分子生命，它們發(fā)展出了一個(gè)改變了生命法則的結(jié)構(gòu)，那就是細(xì)胞。擁有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞可以更好地保護(hù)其中嬌弱的RNA和蛋白質(zhì)等核心大分子，極大增強(qiáng)了這些生物的適應(yīng)力，意味著它們會(huì)把原始的分子生命摁在地上摩擦。有一種假說（TheVirus-FirstHypothesis）就認(rèn)為，病毒正是原始分子生命世界的“遺民”。這個(gè)假說一度十分盛行，畢竟病毒的構(gòu)造是如此簡(jiǎn)單，乃至簡(jiǎn)陋，它們與細(xì)胞生命的差異又是如此巨大。有些病毒經(jīng)提純后還能形成結(jié)晶，這對(duì)于細(xì)胞生物是無(wú)法想象的。更實(shí)錘的證據(jù)來自“擬病毒”（Virusoid），它就是一個(gè)RNA分子。擬病毒沒辦法直接感染細(xì)胞，但是它可以感染病毒，確切地說是在某些病毒感染細(xì)胞的時(shí)候通過搭便車來順便復(fù)制自己、擴(kuò)散自己，從而能引發(fā)一些諸如人類丁型肝炎之類的疾病。假說二“叛逃”的基因?；蛞材芘炎儯繉?duì)，在這個(gè)假說（TheProgressiveHypothesis）里，基因?yàn)榱俗屪约毫鱾飨氯ナ裁词虑槎甲龅贸鰜?。?xì)菌中廣泛存在一種名叫“質(zhì)粒”（plasmid）的小片段環(huán)狀DNA，這些基因基本上就是一群打工仔、臨時(shí)工，細(xì)菌隨時(shí)可以從環(huán)境中吸收它們?yōu)榧核?，也隨時(shí)可以趕走它們。在很多細(xì)菌中，除了自身原本的DNA以外，還經(jīng)常會(huì)有一些小片段的環(huán)狀DNA，那些被稱為質(zhì)粒。于是在漫長(zhǎng)的演化中，有些質(zhì)粒學(xué)會(huì)了一件事：我們不要一輩子打工！這些質(zhì)粒從打工仔變成了二五仔，反過來把它們的細(xì)菌老板給劫持了，奪走了細(xì)菌所有的營(yíng)養(yǎng)來復(fù)制自身。隨著時(shí)間推移，有些質(zhì)粒就變成了病毒。細(xì)菌經(jīng)常會(huì)遭受一類叫作“噬菌體”的病毒感染，有些觀點(diǎn)認(rèn)為噬菌體來源于質(zhì)粒。而人類以及所有動(dòng)物、植物的細(xì)胞和細(xì)菌很不一樣，我們都屬于“真核生物”，細(xì)胞當(dāng)中并沒有細(xì)菌那樣的質(zhì)粒，但還是有那么一些基因蠢蠢欲動(dòng)。它們不肯在染色體上好好待著，而是在細(xì)胞核里左右橫跳，一會(huì)兒跑到這個(gè)染色體上，一會(huì)兒跑到那個(gè)染色體上。不過這幫調(diào)皮搗蛋的基因倒是有一個(gè)仙風(fēng)道骨的名字——轉(zhuǎn)座子（transposon）。根據(jù)分子生物學(xué)檢測(cè)，很多轉(zhuǎn)座子都擁有和病毒非常相似的基因序列，兩者將自己整合進(jìn)宿主細(xì)胞染色體的機(jī)制也高度相似。尤其是其中的“病毒樣逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子”（Retrotransposon）與某些病毒簡(jiǎn)直相似到了令人發(fā)指的程度，唯一的不同只是這些轉(zhuǎn)座子還不能像病毒一樣在細(xì)胞之間遷移而已。然而病毒的身世到這里卻依舊撲朔迷離，因?yàn)樗鼈兏揪筒蛔裱话闵锏难莼Ｊ?。病毒感染的一般流程是：把自己的基因注入宿主?xì)胞當(dāng)中，然后利用宿主細(xì)胞復(fù)制自己的基因，并且制造構(gòu)建病毒顆粒所需的各種材料，最后操控細(xì)胞將病毒顆粒的各個(gè)零件連同病毒的基因一起包裝成新的病毒顆粒，釋放出去感染別的細(xì)胞。但是在這個(gè)過程中，病毒每時(shí)每刻都在和各種生物交換基因。比如說病毒在指揮宿主細(xì)胞包裝病毒顆粒的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)把一些宿主細(xì)胞的DNA給一塊包進(jìn)去，或者不小心在宿主細(xì)胞當(dāng)中留一點(diǎn)點(diǎn)自己的基因。哺乳動(dòng)物中有一個(gè)用來阻止母體免疫系統(tǒng)攻擊胎兒的基因，就是某個(gè)病毒在一億多年前不小心落在我們細(xì)胞中的。而在病毒跨物種傳播的時(shí)候，經(jīng)常導(dǎo)致基因從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物種。假說三沉淪的細(xì)胞生物。進(jìn)入21世紀(jì)以后，一系列發(fā)現(xiàn)開始讓科學(xué)家愈發(fā)意識(shí)到病毒的起源還有別的可能性。2022年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種非常不講道理的病毒——“擬菌病毒”（Mimivirus），這個(gè)病毒的體型達(dá)到了到微米，在顯微鏡下看都快跟細(xì)菌差不多了。引發(fā)這次疫情的冠狀病毒都被認(rèn)為是比較大的一類病毒了，體型也不到微米。2022年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第二種大病毒，將其命名為“媽媽病毒”（Mamavirus），從此一種又一種“大病毒”（GiantVirus）開始接二連三地出現(xiàn)在人類的視野中，到2022年發(fā)現(xiàn)的“潘多拉病毒”（Pandoravirus）更是把最大病毒的記錄刷到了1微米以上。目前已知最大的病毒“潘多拉病毒”，它看上去和一個(gè)細(xì)菌幾乎沒什么區(qū)別。從此，病毒與某些單細(xì)胞生物的界限開始變得模糊了起來，比如說“擬菌病毒”的結(jié)構(gòu)與基因和一類叫作“古菌”的單細(xì)胞生物非常相似，唯一的不同是，擬菌病毒丟失了一部分自主完成細(xì)胞分裂的關(guān)鍵基因，所以不得不寄生在其他生物的細(xì)胞當(dāng)中，利用宿主的細(xì)胞來生長(zhǎng)繁殖。于是就有了病毒起源的第三種假說（TheRegressiveHypothesis），認(rèn)為病毒本質(zhì)上是墮落的生物。有些單細(xì)胞生物在長(zhǎng)期寄生生活中，逐漸退化掉絕大部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)，最終變成了這種“活死人”一般的樣子，而像擬菌病毒之流就是剛剛開始?jí)櫬涞墓啪?。為什么致命病毒總是來自野生?dòng)物呢？讓我們從演化的角度分析一下?！白詈谩钡牟《?，是既不引起太嚴(yán)重的癥狀（不然搞死了宿主自己也完蛋），但也不能太溫和（畢竟宿主身上往往同時(shí)寄生著別的病毒，搶資源的時(shí)候該下的狠手還是得下）。所以在漫長(zhǎng)的演化中，這種博弈會(huì)促使病毒最終與宿主達(dá)成某種默契，比如說人類與可能會(huì)引起普通感冒的鼻病毒就屬于這種關(guān)系。但是，病毒會(huì)變異，有些變異會(huì)導(dǎo)致病毒的宿主改變。病毒與新的宿主沒有長(zhǎng)期磨合的默契，就會(huì)出現(xiàn)“下手沒輕沒重”的問題，其中有些下手特別重的就會(huì)給宿主帶來致命疾病。在長(zhǎng)期的演化中，人類已經(jīng)和那些從遠(yuǎn)古祖先開始一路陪伴的病毒達(dá)成完美默契了，與從家畜那里來的