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1 # 科技創造世界
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2 # 裸猿的故事
沒有能通吃動植物的病毒,現在沒有,未來也不會有。
除非出現動植物合體的生命形式,比如科幻電影湮滅中那種真植物人,才需要擔心植物病毒。
圖示:科幻電影湮滅中出現了人和植物的雜交體,對於這種雜交體來說,植物病毒倒是能入侵真植物人了呢
因為病毒不是活的生命體,它沒有自己的新陳代謝系統,必須依賴細胞來給它提供能量、物質和翻譯蛋白質的小機器。這就意味著病毒必須要找到進入細胞的辦法,病毒進入細胞靠的不是蠻力而是欺騙,欺騙不同的細胞需要不同的方法,植物細胞和動物細胞差異極大,能欺騙植物細胞的方法不能用來欺騙動物細胞,反之也然。
圖示:EB病毒的迴圈,它入侵上皮細胞,透過上皮細胞轉移到B細胞中,在B細胞中繁殖,形成新的子代病毒,透過上皮細胞逃出身體,尋找下一個受害者。
由於病毒和細胞的戰爭已經持續了數十億年之久,兩者都在不斷進化變異,一方提高防禦級別,另一方提高欺騙水準,當雙方的關係是如此緊密的時候,病毒和宿主之間的關係就變得越來越具有特異性,以至於連跨物種傳播都變得困難,更不用說跨越動植物的界限了。地球生命世界的物種十分豐富,因此地球上的病毒種類也同樣豐富,並非少數的病毒感染所有物種,而是演化出多種多樣的病毒感染各個物種。
圖示:干擾素幫助動物對抗RNA病毒,當小鼠缺失干擾素基因時,對皰疹病毒,腦膜炎病毒等多種病毒的感染失去抵抗能力
那麼,地球上到底有多少種不同的病毒呢?圖示:病毒有各種分類方法,按形狀分類,按核酸分類以及按感染的種屬分類,比如感染細菌的和感染真核生物的,感染動物的和感染植物的等等。
1990年,病毒學家斯蒂芬·莫爾斯(Stephen Morse)最先嚐試回答這個問題的一部分,不考慮所有病毒,只考慮在脊椎動物中傳播的病毒種類,他給出了一個估計值,這個估計值的依據是根據一些粗略的研究發現,平均每種脊椎動物至少有20種專屬病毒。又根據另一些估計猜測地球上大約有5萬種脊椎動物,於是得到結論感染脊椎動物的病毒大約有一百萬種之多。當然,這樣的估值能在數量級上精確就很了不起了,不能期望它精確到個位數,更何況病毒種類也在發生,因為進化是不會停滯的,每分每秒都在進行。
就在你看這段文字的時候,在世界不知名的某個動物中就變異出了一種新的病毒,而一種老病毒則已經窮途末路走到了盡頭,呆在最後一個宿主身上,再也找不到新的可供感染的宿主,當宿主滅絕的時候,它也只有心不甘情不願的陪葬了。
啥,病毒也會滅絕?當然會,遠的不說,天花不就被滅絕了嗎?
圖示:1979年10月25日,世衛組織宣告人類正式滅絕天花,從此這一天就是天花滅絕日,據估計天花殺死的人最多。
人類能滅絕的天花的關鍵就在於,天花只感染人,所以只要在某個瞬間達到地球上所有人身上都沒了天花病毒,那麼天花就滅絕了,人類透過協調政治和經濟力量以科學為後盾,完成了這件豐功偉業。
影響人類健康的病毒:兩百多種實際上,脊椎動物這個概念都太大了,要影響到人類,這種病毒最好呆在哺乳動物圈子裡,那麼它影響人類健康的機率就高得多,當然也有顯著的例外,比如禽流感,它在鳥類和哺乳動物間都能傳播,而且改寫過人類的歷史,1918年的流感大流行,殺死幾千萬人,其中以年輕人為主,把二次世界大戰推遲了20年,20年剛好是一代人。但影響人類健康和歷史最深遠的幾十種病毒中,絕大多數病毒都源於哺乳動物甚至是靈長類動物。
2012年的時候,已知有219種病毒能夠感染人類。現在新冠爆發,新冠是種新病毒,所以我們可以很有把握的說,至少有220種病毒能夠感染人類,但這當然是個笑話。因為,平均每年大約會發現3~4種感染人類的新病毒,所以現在大約有250種感染人類的病毒。
這其中又有超過三分之二的人類病毒也可以感染非人類的宿主,但主要是感染哺乳動物,有時候也能感染禽鳥。 許多隻感染人類的特有病毒,經過病毒學家們的研究,發現它們也都起源於哺乳動物或禽類。 事實上,許多哺乳動物病毒有潛力跨越物種屏障進入人體,但能引起大規模疫情的病毒並不多,病毒學家正在研究其中的規律,看未來是否能做到及時預測預警某種病毒的潛在危險性,未來監控病毒危險性,就像現在我們監控小行星危險性一樣,相比起更具科幻色彩的行星撞地球毀滅人類,病毒肆虐造成間接毀滅人類的可能性可能更高一些,如果有世界末日的話,病毒末日的出現機率是最高的。
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3 # 優美生態環境保衛者
有沒有這樣一種病毒,它既能感染植物,還能感染動物?如果有,對人類有什麼危險?
病毒是一種介於生命體和非生命體之間的特殊物種,說它是生命或者不是生命,都不是太準確,因為它的生命激發狀態只有在侵入宿主細胞之後才會顯現出來,而在脫離宿主環境之後,其生物活性就會受到一定程度地抑制。而對於侵入的物件,病毒具有很強的特異性,一般情況下能夠感染植物的病毒,不能感染動物,而感染動物的病毒不能感染植物。
病毒的演化病毒的存在歷史非常悠久,遠在地球形成生命的40億年前,就已經有了它們的身影。那個時期,地球逐漸成從聚合而成時的高溫狀態冷卻下來,原始海洋也已經形成,在宇宙射線、太陽輻射以及火山閃電等眾多因素的綜合作用下,逐漸形成了由有機大分子組合而成的單細胞生命形態,而與此同時,伴隨著單細胞生命體的誕生,病毒作為一種不具有細胞形態的特殊物種也登上了歷史舞臺。
病毒與具有細胞結構的生命體不同,它們不能利用自身的生理結構,來從自然界中主動地獲取和合成營養物質和能量,而是透過突破細胞的防禦,寄生在細胞內部,利用細胞中的物質和能量來推動自身遺傳物質的複製。當沒有可以寄生的宿主或者沒有適宜侵入的細胞時,病毒就會完全暴露在自然環境之中,各種生化指標都處於極度地被抑制狀態,不表現出任何的生物活性,需要透過特定的媒介物質,在自然環境中進行遷移,直到尋找到合適的入侵物件為止,透過媒介傳播的這個過程,是病毒耐受性高低的衡量標尺,如果在耐受期內沒有找到適宜的宿主,病毒就會逐漸衰亡。
具有細胞結構生命體,透過遺傳物質的傳遞、細胞的分裂、基因的突變,久而久之演化為多細胞結構,從而推動生命體從簡單到複雜、從低階到高階、從水生到陸生,逐漸演化為豐富多彩的生命世界。在幾十億年的進化過程中,病毒的結構始終沒有發生太大的改變,還是主要擁有一層蛋白質外殼,內部包裹著RNA或者DNA核酸物質。雖然病毒的結構沒有過多改變,但是其仍然具有一定的演化方向,主要體現在:
隨著生命體結構和生理功能的日益複雜,病毒包膜中的蛋白質結構與生命體細胞的親和性也在不斷髮生改變,使之不會失去感染物件的能力。
病毒能夠根據生命體演化的程序,對優勢物種始終保持定向的感染能力,這也取決於病毒包膜中的蛋白質與生物細胞融合性的不斷調整和發展。,在此基礎上形成了可以感染不同物種、透過不能侵入途徑感染宿主的不同病毒種類。
病毒在自然環境中的耐受性發生改變,能夠根據自然環境條件的改變,選擇相應的不同傳播渠道,最大限度地提高自然耐受性,也增大了入侵新宿主個體的能力。
病毒與宿主免疫系統的對抗,無論是植物還是動物,在病毒入侵之後,機體都會形成相應的抵抗機制,病毒在這種互相抵抗的過程中,不斷調整著入侵機制、效率以及複製方式,向著更加隱蔽、更加高校、對機體損傷閾值處於安全範圍之內等方面發展。
病毒的種類目前世界上的病毒種類眾多,少說也有上百萬上千萬種,而我們能夠認知的還只有1萬種左右,主要原因在於病毒的體型非常微小,而且基本上只有在人類能夠發現的感染物件上以及能夠覺察到機體的特殊性變化之後,才能透過技術的手段加以檢測和分析。
對於病毒種類的劃分,科學家們仍然沿用著生物分類系統的方式,即目、科、屬、種等進行分類。然後在此基礎上,根據病毒的基因性狀、構造、複製方式以及蛋白質組成等,區分不同型別的病毒,然後將其歸屬到不同的分類系統中。相應的分類法則主要包括以下幾種形式:
按照遺傳物質的不同,可分為DNA病毒、RNA病毒和朊病毒(蛋白質病毒)三大類。
按照宿主的不同,可分為植物病毒、動物病毒和噬菌體(細菌病毒)三大類,其中噬菌體僅以細菌、真菌、放線菌等微生物為寄生物件。
按照病毒結構的不同,可分為真病毒、類病毒、擬病毒和朊病毒。
按照病毒毒性的不同,可分為溫和類病毒和烈性病毒兩大類,而溫和類病毒佔據了病毒界中的絕大多數部分種類,對宿主細胞的破壞力沒有烈性病毒那麼強烈。
按照病毒入侵宿主器官的不同,可分為呼吸系統病毒、消化系統病毒、血液迴圈系統病毒、免疫系統病毒和神經系統病毒,這種分類方法僅限於感染動物的病毒。
病毒對機體入侵的方式病毒之所以能夠入侵到宿主的體內,主要原因在於病毒包膜上的蛋白質結構,或者蛋白質外殼中的蛋白質結構,與宿主相應細胞表面的一種轉化酶之間的親和力有關係。如果病毒的蛋白質結構與細胞轉化酶之間的親和力較高,則病毒透過特定的渠道接觸到細胞之後,就會快速地發生蛋白結構重構,從而增強與這種轉化酶的結合力,二者從而會發生比較強烈的融合現象,繼而突破細胞外部結構的保護順利進入細胞內部。
一般能夠感染動物的病毒,可以透過飛沫、血液、體液等方式,直接進入到身體內部,與相應器官的細胞進行直接接觸,從而非常容易與細胞中的轉化酶進行結合,引發動物感染現象。
而植物細胞與動物細胞的結構不同,擁有細胞壁的構造,病毒一般情況下很難直接進入到細胞內部,因此植物病毒的感染方式通常是透過植物宿主的傷口侵入,比如葉片、樹幹或者根部,出現損失之後,部分細胞壁的結構受到破壞,從而使得一些植物病毒能夠突破細胞壁的封鎖,直到細胞內部。
由於病毒在自然環境中具有一定的耐受性,超過這個耐受期限,病毒就會死亡,因此植物病毒的傳播,也需要一定的傳播媒介來“推波助瀾”,主要的方式就是利用一些昆蟲、蟎蟲類動物以及部分真菌、具有附著性的植物種子等,被攜帶的病毒透過植物的損傷部位進入植物體內完成複製和繁衍。
總結一下植物病毒和動物病毒,其病毒蛋白的組成結構不同,入侵方式也不同,與宿主細胞轉化酶結合的種類、途徑和親和力都有差異,因此決定了病毒對於入侵物件的選擇具有明顯的特異性,能夠感染動物的病毒對植物通常不具備感染能力,而能夠感染植物的病毒同樣也基本不會感染動物病毒。這裡說的基本,主要是指對於特定感染物件的植物來說,有一部分是透過昆蟲和蟎蟲類動物進行傳播的,這些病毒在這些傳播媒介的體內也有繁殖,只是沒有表現出特定的感染症狀而已,而關於這部分植物病毒,科學家們還正在深入研究其在動植物體內都能進行繁殖的機理。
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4 # 經常用了
△從深深的海底世界,到人類的身體內部,從遙遠的南極,到家裡的門把手,病毒無處不在。如今我們知道,地球上存在的病毒數量巨大,而生命體的基因多樣性,很大一部分就蘊藏在病毒之中,甚至人類的基因組的一部分就來自感染了我們遠古祖先的上千種病毒,當然我們對病毒的瞭解還非常少,更多的謎底有待我們揭開。
病毒是這個世界上是比較奇怪的生物,它本身沒有完整的細胞結構,只有核酸和蛋白質外殼,需要進入宿主的細胞內才能生長繁殖,但在自然界中它可以感染植物、動物甚至細菌。為什麼會說它奇怪呢?因為它與一些生物可以共存,但又可以跨界感染其他生物造成發病,導致死亡。
病毒專家透過長年的研究發現,病毒感染存在專一性。所謂的專一性就是動物病毒只能感染動物,植物病毒只能感染植物,所以植物不會成為冠狀病毒的中間宿主。更加準確地碩,冠狀病毒其實只能對脊椎動物下手,而所有的無脊椎動物根本不用擔心被它感染。植物病毒無法感染動物的例子有很多,比如我們所熟知的菸草花葉病毒,這種病毒常見於菸草、番茄等茄科類植物身上,但科學家從未在動物以及人體身上發現過這種病毒。那麼問題來了,病毒的專一性是如何形成的呢?
這與動植物細胞的結構差異有關。學過中學生物的朋友就知道,植物細胞和動物細胞之間存在多種差異,例如植物細胞具有細胞壁,而動物細胞沒有;植物細胞具有葉綠體,而動物細胞沒有等等。植物病毒之所以能夠針對植物下手,是因為它們能夠在發現細胞壁的漏洞時鑽進細胞內,完成入侵。同時植物細胞之間還存在著一種名為“孢間連絲”的結構,這種結構對於已經入侵到細胞內的病毒來說簡直是快車道,只要有一個植物細胞被病毒感染,透過孢間連絲的細胞都有被感染的可能性。
而動物病毒之所以能夠專門對付動物細胞,是因為病毒的蛋白質外殼上存在和動物細胞表面相對應的特定受體,一旦受體成功結合之後,動物病毒就能夠將自己的遺傳物質送進寄主細胞,從而開始一系列的繁殖和複製。然而之前有研究表明,地球上可能存在著既能夠感染動物又能夠感染植物的病毒,這種病毒就是感染辣椒的輕斑駁病毒。與此相關的研究仍在進行,因此還無法對此下定結論。
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5 # 軍機處留級大學士
植物病毒在世界各地的植物中非常普遍,包括蔬菜和水果。人類,更一般地說是動物,每天都暴露在這些病毒中,其中一些病毒非常穩定。目前公認的是,就宿主範圍和致病性而言,植物病毒和脊椎動物病毒之間存在嚴格的分離界限,並且植物病毒被認為只感染植物。因此,植物病毒不被認為對人類和其他脊椎動物具有潛在的致病性。
儘管有這些觀點,仍有許多植物病毒在昆蟲媒介中傳播和繁殖的例子。這裡提出了幾個問題,即植物病毒是否會進一步跨越動植物之間的屏障,在人類中引發疾病。事實上,一些植物病毒和動物病毒之間有著密切的聯絡,而且基因庫幾乎完全相同。此外,可以在非人哺乳動物和人類樣品中檢測到植物病毒,並且有證據表明無脊椎動物、非人脊椎動物和人類對植物病毒有免疫反應,並且有證據表明植物病毒或其基因組在實驗暴露後進入非人哺乳動物細胞和體內。
總的來說,這裡提出的問題還沒有解決,一些資料促使人們對植物病毒與非人類哺乳動物和人類之間的相互作用以及這些病毒在人類中引起疾病的可能性進行了更多的廣泛研究。 人類經常暴露於植物病毒,植物病毒可以進入哺乳動物細胞和身體,並自然存在於包括人類在內的哺乳動物體內,並且這種存在可以是非中性的,植物病毒可能在哺乳動物細胞中引發反應,並在無脊椎動物、非人類脊椎動物和人類中引發免疫反應。
病毒是專性細胞內寄生蟲,能夠感染真核生物、細菌和古細菌,以及其他病毒。已經發現了植物病毒和動物病毒之間的一些差異,這導致了一種正規化,在這種正規化中,嚴格的邊界將這些病毒與植物或脊椎動物隔離開來。當然,一些植物和動物病毒表現出非常不同的形態和基因組結構。大多數植物病毒是核糖核酸病毒,通常含有多部分基因組,並具有球形或桿狀。相比之下,動物病毒攜帶的核糖核酸和脫氧核糖核酸基因組更均勻,主要是單配體,大多數病毒體具有球形。
更實際地說,植物病毒和動物病毒在進入細胞然後從一個細胞傳播到另一個細胞的機制上有很大的不同。因此,在病毒透過胞吞作用或融合作用進入細胞之前,動物病毒和細胞受體之間存在特定的相互作用,而病毒透過細胞裂解或通過出芽的方式從細胞中流出。相比之下,植物病毒必須穿過主要由纖維素和果膠組成的剛性植物細胞壁,這一步並不涉及特定的分子相互作用。
因此,植物病毒可以透過以植物為食或穿透植物的昆蟲造成的表皮細胞損傷進入植物細胞,也可以透過受感染的種子或透過農業實踐進入植物細胞。其他病毒直接傳播到韌皮部,或者透過粉蝨、線蟲、蟎蟲或真菌傳播到內部。然後,植物病毒透過胞間連絲從一個細胞傳播到另一個細胞,這一步需要一種運動蛋白,這種蛋白只由植物病毒的基因組有。 儘管存在這些差異,打破動植物邊界對於一些植物病毒來說並不罕見。
事實上,80%的已知植物病毒依賴昆蟲載體傳播,儘管只有一小部分昆蟲傳播的病毒能夠在其昆蟲載體中複製。這些昆蟲媒介的大部分被歸類為半翅類,主要包括蚜蟲、粉蝨、薊馬、葉蟬和稻飛蝨。這些昆蟲可以向植物和動物傳播病毒,從而產生宿主範圍廣泛的病毒家族。一些植物病毒感染無脊椎動物載體的能力可能與有限數量的蛋白質有關。
這些先前的發現質疑一些植物/昆蟲病毒是否可能進一步跨越邊界進入動物世界,並在脊椎動物中複製。事實上,就植物與昆蟲或包括人類在內的哺乳動物之間的系統發育距離而言,病毒從植物到昆蟲跨越動植物屏障似乎比從植物到任何哺乳動物都要複雜。事實上,植物和昆蟲之間的系統發育距離(它們是一些植物病毒的天然和可能的宿主)遠遠大於昆蟲和脊椎動物之間的距離。
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6 # 來看世界呀
植物和動物的分化演化的歷史非常久遠,導致細胞組成的差異,而病毒靠細胞或者組織的表面受體侵染細胞,植物和動物細胞差異很大,導致不存在能同時感染二者的病毒。
如果瞭解病毒侵入生物體的過程就知道這種病毒基本上不可能存在。病毒是一類介於生命和非生命之間的特殊物質結合體,主要包括外部的衣殼蛋白和內部的核酸,衣殼蛋白承擔識別細胞受體、附著細胞、注入核酸的作用,核酸則由於本身具有酶的作用或者可以整合在細胞生命的基因中,可以利用細胞的細胞器合成衣殼蛋白和核酸,然後裝配為一個完整的病毒個體。病毒的大量繁殖導致細胞的功能活動障礙,最終導致細胞的死亡破潰,釋放出病毒。
衣殼蛋白識別並附著在細胞表面是由於特殊的物質構造,和宏觀世界的物質構成一樣,結構決定功能,抗原反應類似於鑰匙插鑰匙孔,隨機飄散在空氣中的病毒,只有遇到合適的細胞才能引發感染,“鑰匙”插在“鑰匙孔”中,導致衣殼空間構造的改變,激發衣殼蛋白的活動,向細胞中注入核酸,啟動病毒在細胞中的繁衍過程。只有細胞表面抗原適宜病毒的需求才能導致病毒注入核酸的過程。
構成生物界能量來源的主要是化能自養和光能自養生物,這兩種生物的歷史非常久遠,大概在地球生命出現的時候就慢慢產生了,而這些生物的演化最終形成了地球動植物、微生物等在內的豐富生命種類,是地球生命經歷了漫長的40億年曆史才有的進化結果。而生物學中有一個詞彙叫“生殖隔離”是由於環境、生物體構成等因素使不同生物之間無法發生有效的基因交流的現象,不同的種群分別獨立地演化漫長的歷史,導致生物的基因性狀差異很大,生殖隔離代表著新生命的產生。自生命誕生到多細胞動物的出現,經歷了將近30億年的歷史,不同種類的生物之間經歷了漫長的獨自演化的歷史,細胞表面的物質構成差別就非常大了,病毒感染細胞的過程決定了它們一般只能識別動植物其中一種的細胞。
事實上海洋魚類中氾濫的病毒就很少感染人類,當然也是由於漫長的分化獨立的演化歷史,只有寄生蟲(但寄生蟲本質是動物),可以暫時借住在其它型別的體表體內,因為人類烹飪食物的不正確導致寄生蟲病從植物傳遞給人。過去常用農家肥,但農家肥發酵不完全的話可能會導致寄生蟲卵暫時寄居在植物根系土壤或者植物體表,就可能造成寄生蟲病的傳播,然而寄生蟲還是隻能在合適的生物體內才能繁衍。
回覆列表
關於這個問題應該會出現在未來中,因為病毒一直在變異,如果真的變異有了這個病毒那就是世界末日,因為動物和植物都是相生相剋的,如果都被一種病毒感染了,那也沒有藥物治療了,只有化學藥物治療和物理治療是科學的,