【未解之谜】病毒的迷思

大家好，我是扶摇。欢迎和我一起探索未解之谜。

一直以来都挺想聊一个话题的，就是病毒。今天就来做一期吧。

先问大家一个问题，您觉得病毒有生命吗？

病毒是怎样入侵细胞的

或许您会说，当然有啦。不是说，病毒长眼睛嘛，自己知道找合适的人下手。然而科学界却并不这么认为。

其实古早的时候，人们并没有病毒这个概念。虽然历史上关于传染病或者瘟疫的记录层出不穷，不过几乎所有古老文明的都认为这是跟上天的谴责有关。《圣经启示录》中末日后天使降下的7场灾难中，其中之一就是瘟疫。

直到1935年，美国生化学家温德尔‧斯坦利（Wendell M.Stanley）和他的同事们用提炼的方式发现了烟草花叶病毒，人们才知道病毒这个传染病后面的推手。

病毒大约只有细菌的千分之一那么大，结构也非常简单，就是由一层蛋白质外壳包裹的DNA或者RNA核酸分子。跟细胞相比，机构简单到像是个没生命的物质。事实上，病毒没找到宿主的时候，的确是无声无息，没什么生命迹象。说它没生命吧，也不是不可以。

然而当病毒一靠近它的目标后，就立马生龙活虎起来了。它会脱去蛋白外壳，只让自己的基因，也就是DNA核酸分子进入到细胞体内。进去后，些外来的核酸分子会准确地找到细胞内部复制基因的机制，然后诱导它来生产自己的基因。之后这些雀占鸠巢的DNA就开始给细胞发出指令，合成自己的蛋白质，也就是包在病毒DNA外面的那层壳。这些新出炉的病毒零件还会自动组装，成为下一代病毒。病毒多了，一个细胞装不下呀，怎么办呢？它们会让细胞裂解。这样，那些新生的病毒就像蒲公英的种子一样飘散开来，寻找下一个目标了。整个过程环环相扣，没有一个多余的动作。只要环境合适，病毒就会以这种高效率的操作方式以几何级别扩散。

讲到这儿，有人可能会问了，病毒可比细胞小得多了呀。那细胞就那么听话，任由它在自己身体内胡作非为吗？

病毒在细胞中的堡垒

其实细胞也有自己专门对付外敌入侵的免疫机制的，能够识别外来入侵者，并将它们拒之门外。然而病毒的“智商”明显在我们的想像之外。2022年美国分子生物学家托马斯‧劳林（Thomas Laughlin）的病毒实验揭开了病毒如何绕过细胞免疫体系的秘密。

劳林的研究对象就是一种称为“巨型噬菌体”的病毒。噬菌体（phage）是一种专门以细菌为目标的病毒，可以感染并杀死细菌。它们在地球上的存在十分广泛，也是科学家比较喜欢用的实验对象，类似于病毒研究界的小白鼠吧。

他的研究团队发现，巨型噬菌体在细菌的细胞内构建了一个屏蔽隔间，作用类似于人类和动物细胞中的细胞核。细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心，内部绝大多数的物质就是DNA，外面由一层薄薄的核膜包着。核膜上有一些环状开口，叫做核孔，作为物质进出的通道。整体来讲吧，细胞核就是一个保护DNA的堡垒。

而这个屏蔽隔间，也是病毒在细胞内建造的一个堡垒，非常有效地保护了病毒的DNA不受细菌防御机制的攻击。神奇的是，这个堡垒还是活的，它会随着内部DNA的复制而扩展，甚至还能以极其精确的方式通过小出口跟外界交流物质。

实验的合作者科贝特（Corbett ) 感叹说，这是一个非常有创意的解决方案，然而也非常简单，就是建造一堵墙做隔离。他们把砌成这堵墙的蛋白命名为奇马林（chimallin），就是古代美洲骁勇善战的阿兹特克战士手中盾牌的名字。

他们的实验结果发表在了当年的《自然》杂志上。论文最后还留了一个悬念，说我们只是发现了这堵墙的存在，但我们还没找到它是怎么建成的。希望大家接棒继续研究，给这堵墙的故事写个“前传”。

病毒没生命？！

说道这儿，您能相信这一切都是在描绘病毒这种低等到不能再低等的生物吗？或者，是在科学界连生物这个身份都不被承认的一种细小的物质吗？

是的，虽然病毒这么聪明，但是在科学界，它还是被认为是介于生命和非生命之间的一种生化结构。不过主要原因其实还不在于病毒有没有生命特征，而在于进化论没法解释病毒的存在。

因为根据进化论，这世上的一切生物都是从简单到复杂进化的。照这么来看，地球上应该先有结构简单的病毒，之后才有结构复杂的细菌和其它生物。然而事实是，病毒无法单独生存，只有依靠宿主才能存活和繁殖。那么就应该先有细菌这个房东，然后才有病毒这个租客才对呀。这不就矛盾了吗？

这个进化论中的难题很快就上升到了鸡生蛋，还蛋生鸡的哲学高度。最后有人说，不如我们把病毒划分为非生物吧。没有生命，那不就不能参与进化了吗？矛盾不就解决了嘛。大家一听，有道理，于是病毒就有了现在这个活不活，死不死的尴尬身份。

不过自从病毒被发现后，它对进化论的挑战就没有停止过。比如说，过去几年来，大家都打了不少新冠疫苗了吧？为什么？因为新冠病毒变异了呀。从阿尔法、贝塔到伽马、德尔塔，还有现在的奥密克戎起码更新换代5次了。

所谓变异，就是病毒DNA突变了。突变后的病毒跟老病毒有两套不同的DNA，自然也就是完全不一样的两种生命了。你看，人类跟黑猩猩的DNA只有1.6%的差异，就是完全不一样的两种生命了吧？所以这么一来呢，老疫苗就不起作用了。我们只能从新病毒身上提炼新疫苗，再重新打一针。目前看来，只要变异还进行中，疫苗就要一直打下去。似乎这也就是唯一的解决办法。

病毒善变大家都知道。事实上，通过DNA突变逃脱人类的围剿已经是病毒近乎本能的一种本事了。不过在病毒界，新冠的变异速度还算是慢的。

美国生物化学家贝赫教授（Michael Behe）在他2007年出版的书籍《进化的边缘》（The Edge of Evolution），以艾滋病毒 HIV为例子介绍了病毒基因突变现象对进化论的挑战。HIV变异速度比细胞快一万倍。贝赫介绍说，自从被发现以来，艾滋病毒“所经历的突变，比自开天辟地以来所有细胞经历的突变都要多”。所以艾滋病疫苗的开发也是困难重重。

根据进化论的理论，生物为什么会产生基因突变呢？是为了更好地适应环境，所以突变后的生物会从低级向高级发展，因为高级生物能力更强，所以更容易获得食物，也更容易躲避敌人，是吧？

然而，经过这么多次的突变，艾滋病毒却丝毫没有向更高级生命转化的迹象。它们看上去很乐意只做一只病毒。贝赫教授说：“（艾滋）病毒根本没有发生过重大的基本生化变化”。显然，艾滋病毒的基因突变不是像进化论所说的那样，是随机发生的，而是目标明确，就是改变自己蛋白质的形状，使人类的药物无法粘附并摧毁它。就这一点来说，新冠病毒也好，流感病毒也好，跟艾滋病毒走的是同一条路，就是用基因突变来对付人类的追捕。

直到目前为止，我们人类还没法做到控制自己的基因。而这些小小的病毒却有能力做到，并且换基因组合就像换件衣服那么容易。是不是很神奇的一件事情？这出病毒和人类之间“Catch me if you can”的游戏什么时候能结束，我们不知道，但目前为止，除了天花还没有哪一种由病毒引起的流行病被人类宣告攻克过，这也是不争的事实。

不过病毒的神奇之处还不仅仅在此。咱们来看一下人类基因中的病毒。

有一种称为“内源性病毒”的病毒普遍存在于生物的基因组中。在人类基因组中，这些病毒占大约5%到8%，学术界一直认为它们的存在是因为它们在成千上万年前感染了我们的祖先，机缘巧合下把自己的遗传信息嵌入了我们的DNA中，现在来看没什么危害了， 不过也没什么用。所以这些病毒也被学术界称为是垃圾DNA（junk DNA），跟盲肠一样，被认为是在演化过程中留下的副产品。一直以来，这些垃圾病毒都被认为是进化论的一个有力的佐证。

然而，日本医学教授石野史敏的小鼠实验却发现，一种名为“PEG10”的内源性病毒在胎盘形成过程中起到了关键性的作用。“PEG10”病毒的存在非常广泛，在人类和其它很多哺乳动物的基因中都有。他们在实验中抑制了PEG10的功能，结果发现小鼠无法形成胎盘，胎儿死亡了。而另一种嵌入基因的病毒PG11则被发现对于形成胎盘的微细血管来说不可或缺。另外一些日本学者也在植物界有了新发现。他们发现牵牛花基因中的内源性病毒会影响花瓣的颜色。而这种现象在大丽花和龙胆草中也出现了。

这时，神创论的拥护者们就出来说话了。这个世界的一花一草都是神创造的。神在人的基因里安排了这些病毒，那么它们肯定是有用的。盲肠也是一样。只是你科学界没发现罢了。那么难道这些垃圾病毒并不垃圾，甚至对我们的身体起着至关重要的作用吗？在基因科学高度发展的今天，或许不久以后我们就会有答案了吧。

来自外星的巨型病毒

咱们再来看一下巨型病毒。

2015年，是法国生物学家克拉夫利（Jean-Michel Claverie）教授和他的团队从西伯利亚三万年前的冻土层样本中分离出了一种叫做“西伯利亚柔弱病毒”（Mollivirus Sibericum）的病毒。这种病毒体型巨大，用一般光学显微镜就可以看到了，而一般病毒只能用放大率高几千倍的电子显微镜才能看得到。

这种病毒是目前为止发现的第四种巨大病毒。其余三个是2003年发现的拟菌病毒（Mimivirus）、2013年发现的潘多拉病毒（Pandoravirus）和也是在西伯利亚发现的西伯利亚阔口罐病毒（Pithovirus Sibericum）。

这些病毒的个头甚至比有些细菌还大，内部也比较复杂，含有很多基因和编码复杂蛋白质的特点。其中拟菌病毒拥有的一些基因，甚至是连一些小型寄生细菌都不具有的。那么它们还能算作是没生命的物质吗？

而这其中最特别的是潘多拉病毒。它的外形和基因组成都跟其它巨大病毒有很大差别，更为奇特的是，它的基因只有75％左右跟地球上的生物同源，克拉夫利教授甚至认为这种病毒来自于外星，比如火星。可进化论里好像没有外星人的位置吧？那这该怎么解释呢？

好了关于病毒今天就聊到这儿吧。有一种说法，说病毒是进化论的黑洞，一到病毒这儿，进化论就不灵了。那么您认为是不是呢？

未解之谜，我是扶摇。我们下回见。

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责任编辑：李梅#