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  • 1 # 看松讀畫軒

    對於病毒的恐懼總是糾纏著我們人類。人們不禁要問,病毒出現的意義是什麼?

    什麼是病毒?

    一種很難識別的生物,雖小但明顯是活的,它沒有細胞、沒有酶,並且顯然缺乏我們所熟知的生命體應具有的大部分生物機制。這些入侵我們人類的傢伙無處不在,它們已毫不誇張地將自己整合到我們及其周圍的生命組織中,整合到組成我們這個世界的每一種細菌,每一種植物、真菌和動物體內。它們的入侵也許已經獲得了成功。這就是——病毒(Virus)

    生物學家告訴我們,地球上的生命有多種型別。地球不僅供養著細胞生命和真核細胞生命(真菌、植物和動物),而且還供養著另一種不尋常的生命形式——病毒或朊病毒。它們是一種沒有細胞的微小生物體,卻以驚人的效率侵入其他生命體,是一種裹著蛋白質外衣的純粹的遺傳物質,依賴於宿主細胞,離開宿主它們既不能生長也不能複製。

    病毒是一種奇特的生命形式。它不僅沒有細胞,還缺少DNA或RNA這樣的所有其他已知生命形式作模版的遺傳物質。然而,病毒卻頑強地存活下來並且似乎可以無限複製,使人類或其他生物染上致命的疾病

    病毒具有如此特異的生命形式,我們應當瞭解它們的繁盛並得到更多的線索。科學家一直在探討病毒的多樣性和豐富性,其生態意義以及它對提高細胞生命的生命形式的重要作用。

    對於病毒的深刻理解,為我們提供了新的觀點:不只是針對人類健康和疾病,減少病毒對人類的傷害,而且是對我們這個世界的基本生物學的認識。

    病毒無處不在

    從事分子病毒學研究的斯坦福大學生物學教授沃爾夫(Nathan Wolfe)博士認為,從生物量和多樣性來衡量,我們地球上生命的主要形式是微觀的。微觀的生命形式無處不在:海洋中,土壤下和陸地上。儘管更容易發現細胞微生物,如細菌,但以病毒形式存在的無細胞微生物代表著多樣性更重要的組成部分。

    病毒學研究顯示,每一種宿主細胞生命形式體內至少有一種型別的病毒。如藻類、細菌、植物和動物,無一例外。即便每一種細胞生命體只容留一種獨特的病毒,這也將使病毒成為地球上最多樣化的生命形式。事實上,很多物種,包括人類,都寄宿著大量的各類病毒。

    雖然病毒既小又輕,如已知最大的阿米巴感染性病毒只有肉眼無法看見的600奈米長,但它們留下的生物學足跡卻十分可觀。有研究者曾用電子顯微鏡對未汙染的自然水體感染細菌的病毒進行過計數,發現每毫升水中有多達2.5億個病毒顆粒。

    另一項更全面的對地球生態系統中細菌類病毒的生物量的統計更是大大超出人們的想象。根據一項估計,如果將病毒頭尾相連排列,由此得到的長鏈將長達2億光年,遠遠超出我們銀河系的邊緣(銀河系直徑僅有12萬光年),其質量估計相當於100萬頭藍鯨的體重。病毒的影響之大,簡直覆蓋了整個地球。

    病毒是敵人還是朋友

    科學家告訴我們,病毒沒有細胞結構,成分僅為核酸和蛋白質兩種。每一種病毒只含有一種核酸,要麼是DNA,要麼是RNA。它們不能在無生命的培養基中增殖,只能利用宿主活細胞內現成的代謝系統複製自身核酸和蛋白質,並組合成完整的感染性的病毒顆粒。

    換言之,病毒必須感染生命體的細胞才能完成其生命週期,進行復制增殖、遺傳和變異演化。

    然而,病毒對其他生物的入侵併不意味著只是消極和破壞性的。地球現有的平衡依賴於病毒世界的行為,它們的殺滅作用有著深遠的影響。據估計,海洋系統每天有20~40%的細菌是被病毒殺死的。專家認為,病毒有助於維持像細菌這樣的重要的環境角色的多樣性,以防任何一種細菌變得佔絕對優勢。

    病毒與其宿主以及其他生物體的互動是複雜的。我們熟悉的病毒大多是給宿主造成傷害的,比如感冒病毒、冠狀病毒等。但病毒感染不只是具有破壞作用,有些病毒對被感染的許多生物(宿主)是有益的。

    現在,病毒已被證明是一種非常寶貴的疫苗和分子生物學工具,潛力巨大。例如,讓兒童接種牛痘病毒疫苗(牛痘病毒的變種)使得我們人類徹底消滅了天花,這種疾病曾是人類面臨最嚴重的疾病。再如,噬菌體(細菌性病毒)在分子學裡證明是做出基本發現的重要模型,是向活細胞引入新基因的分子工具,成果之一就是非胚胎幹細胞的成功建立。無法想象,如果離開這些工具我們還能夠做出多少有利於我們的基礎性和實用性的發現。因此,對人類而言,病毒既是敵人,也是朋友。

    病毒科學是微生物學和人類醫學的分支學科,科學家可以預測下一次疫病的流行,開發新的疫苗和抗病毒藥物。對於全球範圍病毒多樣性的理解,無論是從預防疾病傳染途徑方面看,還是從瞭解病毒為地球上生命的進化提供創新動力的角度看,都符合人類近期和長遠的利益。

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