地球上的生物都起源於同一支原始細胞體——這是我們一貫的認知。但有兩位研究人員證明，病毒可能是另一個生命譜系的見證者！另一種生命起源，它有可能存在嗎？

“我們的研究成果被視為異端邪說！”美國伊利諾伊大學進化生物資訊學實驗室的古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯（Gustavo Caetano-Anollés）感嘆道。不過這位生物學家對此並不驚訝：沒人能在質疑一個神話後還能全身而退，而且還是有關生命起源的神話。

冠狀病毒

關於生命起源，目前被廣泛接受的版本源自1970年代末。38億至35億年前，即地球形成幾億年後，溫熱海洋覆蓋全球，各種分子不斷相互作用。幾種生命細胞體為了享用“原始湯”的資源而你爭我奪。繁殖最多的一支最終獨佔了這汪熱水，繁衍出此後的所有生物。

這個贏家名叫LUCA（Last Universal Common Ancestor，最後普遍共同祖先）。從細菌到大象，它的後代構成了生命的三域系統，形成了巨大的進化樹。在它繁殖能力陰影下，其他所有原細胞譜系都衰敗消失了。

皰疹病毒

所有的……除了病毒。這就是古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯與同事阿爾上·納西爾（Arshan Nasir）的“異端邪說”。他們認為，現代病毒並非LUCA的直系後代，而是其競爭者的後代。換言之，它們源自另一種生命方式！

一開始，這些病毒的祖先可能寄生於LUCA。它們改變了自己的細胞機制，放棄了一些內在功能及控制基因——這是典型的還原進化（reductive evolution）。然後，它們繼續自我簡化，直至完全依賴於宿主，失去了目前被視為不可或缺的生物屬性（如細胞分裂或吸取外部能量的能力），只保留了能使細胞為之所用，從而保證自身傳播的最起碼的能力。

人類免疫缺陷病毒

這與生命史的官方版本顯然不符，該版本認為病毒只是LUCA原細胞的意外分支。

在這一版本中，原始湯裡充斥著原細胞的組織碎片——DNA、RNA片段或細胞膜。這些物質在生物層面上沒有活力，但具有化學活性。“出於偶然，極少數片段具有的物理化學性質使它們能夠在細胞內部自我複製，從而存在至今。”法國南巴黎大學微生物多樣性、生態和進化研究組主任洛佩茲-加西亞（Purificación Lopez-Garcia）指出。她並不相信這種新說法。

1100萬種蛋白質

這兩位“異端分子”於2015年9月發表了他們的論文。與大部分旨在建立生命進化樹的研究相反，他們的研究並不基於對基因的比較，而是對蛋白質形態的比較，更精確地說，是比較組成它們的各種結構域（protein domain）。

正是它們對環境起化學作用，從而賦予蛋白質以功能。“我們比較的不是基因序列，而是它們產出的蛋白質三維結構。”古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯總結道，“但和使用基因序列一樣，也能描述這些結構的進化史。”出於同樣的邏輯：產生結構相近的蛋白質的兩種實體擁有共同祖先。

狂犬病病毒

古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯從1990年代末就開始使用這種方法，當時它還是剛剛興起。而截至目前，他以此勾畫出的進化樹也總能與傳統基因方法得出的進化樹相符。在他看來，這種方法甚至更加可靠：“基因突變的速度比它們產生的蛋白質結構變化更快。”

為了建立病毒的進化樹，他和阿爾上·納西爾處理了大量資料。他們用強大的統計演算法篩選了3640種病毒和屬於三域系統的1620種細胞產生的1100萬種蛋白質。藉助一個囊括幾千種組成和三維結構已知的蛋白質的資料庫，他們比較了上述蛋白質的化學組成，首先推斷出它們結構域的形態。這是一種複雜的概率計算，但古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯表示，預測結果“現已得到蛋白質X光研究證實，準確性達95%至98%”。

乙型肝炎病毒

然後，研究人員鑑別出那些最常見的蛋白質結構域。他們統計了1995種，其中66種為病毒所獨有。很難相信造成這一切的基因源自LUCA，要是這樣的話，三域系統的生物也該攜有這些結構域。

他們由此得出結論：病毒源自幾種迥異於我們共同祖先譜系、並與之共存的細胞。它們有著自己的進化樹，但與我們的進化樹交織。我們應當把它們視為生物，因為它們源自生物祖先——進化論無法想象生命物種在進化過程中失去活性。

進化的關鍵

法國病毒學家迪迪耶·拉烏爾（Didier Raoult）和讓-米歇爾·克拉弗裡（Jean-Michel Claverie）在2003年發現“巨型病毒”後也提出了這種觀點。“我們也發現了病毒獨有的基因。” 讓-米歇爾·克拉弗裡興奮地說，“我不知道如何解釋一些病毒共有的基因結構卻不存在於細胞世界，除非假定它們源自先於LUCA存在的細胞祖先。”

不僅是巨型病毒（此處為擬菌病毒），所有病毒都可能源自細胞祖先。

這種假設病毒源自細胞的理論的支持者仍然只佔少數。但古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯並不放棄：“我們的成果有著堅實基礎。進化論者太執著於基因序列。大部分人還沒有看到蛋白質結構分析的上升勢頭。”

法國巴斯德研究所的進化專家帕特里克·福爾戴爾（Patrick Forterre）認為，“要想獲得正確描述病毒史的進化樹，還有許多工作要做”。不過他也為這場論戰感到高興：“這有助於使病毒重新回到進化論者的視野之中，過去它們一直是重要的缺席者。”

論戰正在進行：說不定病毒真是原始湯的另一群倖存者呢？

撰文 Román Ikonicoff

編譯 周佩瓊