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病毒都是邪恶的?是人类的死敌吗?


病毒都是邪恶的?

是人类的死敌吗?





今年一月以来

新型冠状病毒肺炎在全球肆虐

一时间人们谈病毒色变

病毒已经成了

恐怖邪恶甚至死亡的代名词



/01/ 

病毒到底是什么?


一说起病毒,人们首先联想到的便是各种可怕的疾病,如艾滋病、狂犬病、埃博拉出血热等。


病毒似乎是站在人类对立面的一个存在,给人们带来了无尽的伤痛,我们恨不得将所有的病毒都清除干净,和它们不产生任何联系才好。但其实很多人对病毒是什么都不清楚,那么我们就非常有必要了解一下它们,看看它们是否真的是邪恶担当。


病毒这个名称就充满嫌弃的意味,这是因为最初发现的病毒总是会使动植物生病。病毒英文为virus,来自拉丁语virus,意为毒药,不论是中文名称还是英文名称都给这种物质的特性加上了一层贬义,难怪它们不受待见。


 那么病毒到底是什么?

病毒是一类寄生物,只能在寄主活细胞中复制自己,没有细胞结构,个体微小,大多是纳米级别。


关于病毒是否有生命还有争议,因为它们在体外和体内有着截然不同的表现:在体外它们是一团无生命活力的化学物质;而在活细胞内又表现出了勃勃生机。


病毒可以感染所有的生命形式,包括植物、动物、真菌、细菌甚至古菌。病毒的结构简单,内部为遗传物质核酸(包含数量极少的基因),外部包裹着蛋白质衣壳,利用被感染生物细胞的所有原材料来实现自我复制, 所以从这个角度来说病毒确实是够“狡猾”。


● 流感病毒的生活史,展示了病毒利用宿主细胞实现自我复制的过程。(图)



/02/ 

病毒的来源?


对于病毒这样一种神奇的存在,我们却没法知道它们的起源。因为病毒很难像其他生物那样留下化石,还有它们独特的生活方式——依赖细胞生存、能够跨物种传播、和寄主交换遗传物质,再加上它们能感染几乎一切生物的这一事实,都使得追踪病毒的起源非常困难。有些感染人类的病毒与感染细菌的病毒在结构上有共性,可能说明这些病毒共同起源于几十亿年之前。


关于病毒的来源也有多种推测,主要有进化假说(The Progressive Hypothesis)、退化假说(The Regressive Hypothesis)和病毒先于细胞起源假说(The Virus-First Hypothesis)三种。


进化

假说

退化

假说

病毒先于

细胞起源假说

由于病毒的个体太小,科学家直到19世纪末才意识到它们的存在。


截至目前,对病毒的研究主要集中在各种致病病毒上面,对病毒整体的了解要比其他生命形式匮乏。基因组时代的到来加速了我们对病毒的种类和数量的认知,现在我们可以肯定其多样性远超所有动植物和微生物的总和。


例如,全球有5400余种哺乳动物,而据估计感染哺乳动物的病毒超过30万种。在一千克海水中可就含有超过一百万种病毒。每毫升海水中都包含着一百多万个病毒粒子,据估计在全球的水体中一共有1030个噬菌体病毒粒子,这些噬菌体首尾相连的长度可达2亿光年,而噬菌体仅仅是病毒大家族中的一类专门感染细菌的病毒。  

● 病毒的外形差异极大,图片显示的是几种常见的致病病毒。病毒无处不在,哪里有生命,哪里就有它们的身影,我们时刻都沉浸在病毒的海洋里。(图)




/03/ 

病毒与人类的关系


病毒与人类的关系十分密切,自从人类出现起就和人类相伴相生,人体的每一个细胞都感染了病毒,所以每个人都是一个携带了无数病毒的病毒库;连人体的基因组中都有8%整合了逆转录病毒基因组,而正是这些病毒基因正是区分人类和近亲黑猩猩的关键。


大多数的病毒都能够与人类和平共处,病毒也由于其能够携带遗传物质进行物种内甚至物种间传播的特性而驱动了人类的进化历程,事实上,在自然选择的作用下,具有生存优势的病毒基因也会保留下来,病毒影响了包括人类在内的所有生物的进化历程。


● 人类基因组有30亿对碱基,其中有2.4亿对碱基都来自于病毒。这些古老的逆转录病毒的基因在哺乳动物的胎盘形成中起着至关重要的作用。(图)


科学家们逐渐意识到病毒也是生态系统中的重要一环,发挥着不可替代的作用。比如,海水中的病毒是碳循环的重要环节,它们杀死大量细菌,将碳释放给其他有机体。除了少数给人类生存带来困扰的病毒外,大多数病毒都在大自然环环相扣的物质循环和能量流动中发挥着自己的作用,和其他的动物、植物和微生物一样,只不过病毒到底在自然界中发挥着怎样的作用还有很多未解之谜等待我们去探索。


病毒的特性也能够为人类所利用。以病毒作为外源基因的运载体能够实现对生物的基因组进行改造,它们是基因工程的有力工具。



综合来看,病毒并不是如其字面所表达的那样是一个100%的负面存在,而且它们与其他生命的互动贯穿着生命史,并且还将继续影响着生物界的进化历程。人类想要与病毒彻底划清界限是不可能的,认清它们的本质、接受与它们协同进化的事实是十分必要的。



通过我们的努力

相信在不久的将来

一定可以消灭那些骇人的致病病毒

在病毒的利用方面

也会给人类创造更多的可能!


- End -


作者|自然科学研究部 张媛媛

编辑/统筹|教育推广部 赖聪琳

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