2020年的春節(jié)恳不,是在新冠狀病毒的陰影籠罩之下度過的规求,病毒這個在日常生活中少有提及的詞阻肿,最近頻繁出現(xiàn)在全國甚至全球新聞较解、網(wǎng)站印衔、和人們的口中奸焙,現(xiàn)在聊天句句不離病毒与帆、卻又人人談之色變。
在我們普通人眼里播揪,病毒是反人類的存在,他們是邪惡的疆前,帶來疾病,他們更是惡毒的赊窥,帶來死亡傲隶。我們不明白為什么會有這樣壞的東西存在,我們希望病毒能夠被消滅的干干凈凈砸泛,即便我們從未親眼見過他們。
然而真相是纳令,我們和病毒打交道并不僅限于這一次新型冠狀病毒肺炎的疫情馒过,人類生命的方方面面都與病毒有著千絲萬縷的關(guān)系腹忽,甚至可以說是密不可分领猾。如果想要消滅所有病毒的話袁翁,那么人類也將被消滅。
美國國家衛(wèi)生研究院和國家研究資源中心曾開展了一個病毒星球計劃味赃,其中有一本名為《病毒星球》的書,總結(jié)呈現(xiàn)了科學家對病毒所做的相關(guān)研究和發(fā)現(xiàn)态兴。
這本書讓我對病毒這一個特殊的存在有了全新的認識狠持,我才知道,在幾十億年的地球生命發(fā)展史上瞻润,病毒比人類留下了更為鮮明而深刻的足跡喘垂。與其說是人類稱霸地球甜刻,不如說是病毒稱霸地球。不僅如此正勒,甚至連生命的產(chǎn)生得院,可能都始于病毒。
現(xiàn)在讓我們拋下偏見與恐懼章贞,進入到微觀世界去真正的認識一下病毒祥绞。
一、病毒究竟是什么鸭限?
由于病毒比細菌還要小很多蜕径,以至于幾千年來,人類都不知道病毒的存在里覆。直到19世紀丧荐,病毒世界的大門才被科學家門打開,因此喧枷,即便是以我們目前發(fā)達的科學水平來看虹统,我們對病毒還是知之甚少。
- 病毒是一種活性物質(zhì)
1898年隧甚,一位荷蘭科學家馬丁努斯在染病的植株上车荔,提取出來一些研磨液,這些研磨液中有一些物質(zhì)能夠自我復制戚扳,是當時所有生物學家從未見過的生命形式忧便,由此發(fā)現(xiàn)了病毒。這位科學家把它們稱為“有傳染性的活液”帽借,后來就把這個活液里面的神奇物質(zhì)叫做病毒珠增。
其實在中文里,病毒這個詞是存在偏見的砍艾。雖然被病和毒來指代蒂教,但它本身只是一種存在的活性物質(zhì),并非本身帶有毒脆荷。
不過凝垛,因為我們最初對它的認識都建立在它會經(jīng)常給人帶來生病的印象上,于是取了這樣的名字蜓谋。也正是這樣的名字造成了我們的誤解梦皮,讓人忽略了病毒作為一種存在形式,并不都是有毒的桃焕、致病的剑肯。
- 病毒是打破生命體界限的存在
在剛剛發(fā)現(xiàn)病毒的時候,科學家們就吵翻了观堂,有些人認為病毒僅僅是一些化學物質(zhì)退子,但是又有些認為它是生物岖妄。
當時化學家斯坦利從煙草植株中提煉出了煙草花葉病毒, 并且用精細的過濾器過濾寂祥,得到了煙草花病毒的晶體荐虐。那是人類歷史上第1次用肉眼觀察到病毒,就像廚房里的食鹽一樣丸凭,還能夠儲存很久福扬。你想,我們不會把食鹽稱作生物吧惜犀?可是一旦把這些晶體溶進水里時铛碑,不僅又變得不可見,同時虽界,在顯微鏡下能看到它像活了一般汽烦,并且還能再次感染煙草。
那時莉御,對生命體的一個衡量標準是能夠自主新陳代謝撇吞,病毒并不符合這個標準〗甘澹可是牍颈,病毒能夠自我復制和繁殖這一點,卻又剛好像個生命體體琅关。
要知道煮岁,我們所熟悉的細菌都是有自己的代謝功能的,所以細菌毫無疑問是生物涣易。而病毒沒有這個功能画机,它們需要依附其他細胞的代謝,所以它與細菌最大的一個區(qū)別就在于細菌可以獨立生存新症,但病毒卻不可以步氏。
基于病毒這樣兼顧非生物的特質(zhì)和生物的繁殖特性,正如紐約時報所說:病毒的發(fā)現(xiàn)動搖了人們對生與死的區(qū)辯账劲。
- 病毒的主要構(gòu)成
今天我們知道,病毒的構(gòu)成主要是是蛋白質(zhì)金抡,一般占95%的比重瀑焦,還有5%是核酸,也就是構(gòu)成基因的物質(zhì)梗肝。
對于基因物質(zhì)榛瓮,我們有個更為熟悉的簡稱——DNA,即脫氧核糖核酸巫击,還有一些病毒的基因是RNA禀晓,即核糖核酸精续。簡單來說,病毒其實就是一個蛋白質(zhì)的外殼里包裹著幾個基因粹懒。
我們知道人體的細胞也是存在DNA的,但病毒比人類細胞的遺傳物質(zhì)簡單得多得多凫乖。相比于人類近10萬的基因确垫,絕大多數(shù)的病毒基因數(shù)只有幾個而已,遺傳信息非常少帽芽,因此個頭也都很小很小删掀,甚至小到細菌百分之一的體量。
二导街、病毒為什么會使人致病呢披泪?
- 病毒必須寄生于宿主
前面說過病毒沒有辦法自主獨立生存,所以它需要通過寄生在宿主細胞里才能夠延續(xù)生命搬瑰。
當病毒遇到一個生物細胞的時候款票,就會把自己的基因和蛋白質(zhì)注入到宿主細胞中,把這個宿主細胞就變成自己的新陳代謝的“代工廠”跌捆,于是獲得了不斷自我復制的條件徽职。所以說,病毒的繁殖是通過劫持其他生命體的細胞來完成的佩厚。
我們感染病毒的本質(zhì)姆钉,實際上就是病毒遇見了人類的某個細胞,然后將自己的基因注入到細胞內(nèi)抄瓦,我們的細胞“叛變”了潮瓶,開始幫助病毒繁殖的過程。
- 瘋狂復制和繁殖
病毒最大的特點就是不斷自我復制钙姊、瘋狂繁殖毯辅,一粒小小的病毒,一天之內(nèi)就能夠產(chǎn)出成千上萬個病毒煞额。
所以思恐,病毒之所以讓人類生病,并不是因為產(chǎn)生了有毒的物質(zhì)讓人中毒膊毁,而是因為人體內(nèi)正常的細胞被病毒占據(jù)了胀莹。
- 病毒致病就是把細胞撐破的過程
簡單來說,假設(shè)現(xiàn)在有一個病毒婚温,當它將自己的 DNA或RNA片段注入到宿主細胞內(nèi)后描焰,這個片段就會在細胞的里面發(fā)出瘋狂繁殖的指令,于是細胞內(nèi)的病毒會越來越多栅螟,一旦數(shù)量過大荆秦,就會把這個細胞撐破至死篱竭。而破體而出的大量病毒就會再去找新的細胞去寄生,然后再將基因注入到新的細胞內(nèi)步绸,不斷重復這個過程掺逼,就破壞了很多人體正常的細胞,由此造成了人體組織的崩潰靡努。
三坪圾、不是所有的病毒都會感染人類,也不是所有的病毒都會致病
很多時候我們以為惑朦,只要遇到了病毒兽泄,感染了就會生病就會死亡。但實際上漾月,一個正常健康的人體內(nèi)也存在著多種病毒病梢,只不過這些病毒與人體相安無事、和平共處梁肿。
- 海量病毒無處不在
空氣中蜓陌、各種物體的表面都存在病毒,只不過大多數(shù)時候處于“死亡”狀態(tài)吩蔑,相當于沒有生命跡象的物質(zhì)钮热;只有在條件合適的時候,才會被激活烛芬。
科學家根據(jù)樣本推算隧期,每升海水中竟含有多達1000億個病毒顆粒。如果我們把海洋中所有的病毒挨個排成一排赘娄,可以延長到4200萬光年之外仆潮!在僅僅一公斤的海洋沉積物中,就可能有一百萬種截然不同的病毒遣臼;而地球上人類已知的動物性置,也才大概有一百五十萬種。
病毒的數(shù)量之巨大揍堰、種類之繁多鹏浅,遠遠超過人類想象!與病毒比起來屏歹,其他生物數(shù)量真的完全不值一提隐砸。
病毒這么多,為什么我們在海里游泳卻平安無事西采?因為病毒也是有選擇性的凰萨,能夠感染人類的病毒只是極少的一部分继控。病毒遍布各處械馆,如果都能感染的話胖眷,人類這個物種早就不存在了。
- 引起感冒的鼻病毒
舉個例子霹崎,我們最常見的感冒珊搀,就是鼻病毒所引起的。
鼻病毒通過鼻涕擴散尾菇,擤鼻涕的手上蹭到門把手或其他地方境析,再借其他人的手進入身體。鼻病毒主要是入侵鼻腔內(nèi)部派诬、咽喉和肺部細胞劳淆,但我們感冒的癥狀如鼻塞、咽喉疼痛等都不是由鼻病毒引起的默赂!而是免疫系統(tǒng)對鼻病毒發(fā)起攻擊而造成的沛鸵。
所以,鼻病毒的存在本身并不會造成不適缆八,是免疫系統(tǒng)工作起來讓人產(chǎn)生感冒癥狀曲掰,等消滅完了鼻病毒,停止了攻擊奈辰,癥狀就消失了栏妖。
- 以前不會感染人類的病毒,為何如今又能感染人類奖恰?
病毒的感染是有選擇性的吊趾,它會尋找適合自己生存的環(huán)境。
但病毒有個特性別忘了房官,那就是繁殖特別快趾徽,幾分鐘就能夠產(chǎn)生很多代。同時翰守,病毒攜帶的基因數(shù)量很少孵奶,不像人類的基因有糾正功能,因此在頻繁的復制中蜡峰,病毒的基因會很容易突變了袁,這些突變就會幫助它能適應(yīng)新的環(huán)境。
我們都知道達爾文的自然選擇湿颅,物種會不斷的進化载绿,適者生存。病毒也是如此油航,當病毒的環(huán)境發(fā)生改變崭庸,某些突變之后能生存下來的病毒,才可以繼續(xù)繁殖。
我們用類比的方式打個比方怕享。假設(shè)這次肺炎病毒舉原本只能寄生于蝙蝠體內(nèi)执赡,并不會直接感染人類,但可能中間有某種動物感染了這種病毒函筋,讓病毒產(chǎn)生了變異沙合,病毒適應(yīng)了這個動物的宿主環(huán)境,而這個動物的細胞環(huán)境可能與人類細胞也有部分相似跌帐,由此就變得能夠感染人類了首懈。
四、病毒是如何幫助創(chuàng)造人類文明的谨敛?
- 病毒基因帶來生命多樣性
科學家為了研究病毒的演化史究履,在不同哺乳動物如人、牛脸狸、馬的身上找到相同的病毒挎袜,然后分析這些病毒的DNA序列。結(jié)果發(fā)現(xiàn)肥惭,畫出來的病毒演化樹與這些病毒宿主的演化樹完美融合盯仪,這說明了在距今1億年前的時候,病毒就感染了有胎盤類哺乳動物的共同祖先蜜葱。
這是怎么做到的呢全景?
因為某些病毒為了繁衍,有時候需要把自己的DNA片段加在宿主的DNA上牵囤。一般在破體而出后宿主細胞會死亡爸黄,但是偶爾兩者基因的結(jié)合會出錯,導致病毒無法復制揭鳞,細胞不僅沒有死亡炕贵,反而帶著病毒的DNA活下去,于是代代相傳野崇。
這些病毒的DNA對宿主不再有威脅称开,但經(jīng)過數(shù)百萬年的演化,日積月累大量的入侵乓梨,造就了生命基因的多樣性鳖轰。此時,再來看待病毒扶镀,就像是不同形狀的樂高塊蕴侣,與不同的生物基因相遇,然后排列組合成豐富多樣的生命體臭觉。
以人類為例昆雀,我們每個人的DNA中有8%的基因來自于病毒辱志,這意味著我們每個人都攜帶了近10萬個病毒的DNA片段!當然狞膘,我們不必擔心荸频,因為這些入侵的病毒基因已經(jīng)被剝奪了大量的DNA,只剩下幾個關(guān)鍵的基因能夠自我復制了客冈,沒有壞處。
是不是很匪夷所思稳强?我們哪里想得到场仲,病毒竟然也參與了人類的基因編輯。
- 人類能夠順利出生也是因為病毒
除了沒有壞處退疫,有些病毒的基因?qū)ξ覀冞€有好處渠缕。
1999年,科學家發(fā)現(xiàn)了一種人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒褒繁,它能夠合成一種叫合胞素的蛋白質(zhì)亦鳞,包括人類在內(nèi)的許多胎盤類哺乳動物都有合胞素。實驗發(fā)現(xiàn)棒坏,如果刪除掉小白鼠的這個病毒基因燕差,胚胎無法存活。是病毒蛋白讓胚胎能夠順利從母親血液中吸收營養(yǎng)坝冕,如果不是這種病毒給與了基因徒探,人類是無法順利出生的。
原來病毒對我們的生存也有著功不可沒的作用喂窟。
- 病毒維持生態(tài)平衡测暗、改造地球
氧氣是我們生存必需,而氧氣的誕生磨澡,病毒也起到了至關(guān)重要的作用碗啄。
地球上約一半的氧氣來自海洋中藻類的光合作用,其中一種發(fā)揮主要作用的藻類細菌的DNA中稳摄,有一種蛋白質(zhì)編碼基因來自于病毒稚字,科學家甚至還在海里找到了攜帶光合作用基因的自由漂浮病毒。粗略估計厦酬,我們每呼吸十次尉共,就有一口氧氣是病毒惠予的。
不僅在氣候中留下了印記弃锐,在數(shù)10億年生命演化的過程中袄友,病毒還通過與各種微生物的互動,在各種物種基因之間來回穿梭霹菊,間接協(xié)同這些物種一起剧蚣,改造了這個地球支竹。
沒有病毒,就不會有如今的地球鸠按,也不會有我們礼搁,和各種生物。
- 病毒是細菌的敵人目尖,也可以是我們的朋友
病毒能致病馒吴,也能治病。
1917年瑟曲,一位加拿大醫(yī)生菲利克斯德雷勒發(fā)現(xiàn)了噬菌體病毒的存在饮戳。之所以命名為噬菌體,就是因為它感染的主要對象是細菌洞拨。
德雷勒把它用于細菌引起的疾病治療扯罐,竟然幫助人們治好了痢疾和霍亂,后來烦衣,在一次法國郵船的4名乘客感染黑死病后歹河,又用噬菌體讓他們?nèi)靠祻停@在當時引起了轟動花吟。
不過當抗生素被研究出來之后秸歧,大眾對噬菌體療法的狂熱就此冷卻。畢竟衅澈,相比于用活生生的病毒寥茫,人們還是更愿意用更為安全的抗生素》椋可是纱耻,隨著細菌的抗藥性不斷增強,如今噬菌體的研究又發(fā)展起來险耀,甚至還有用基因工程改造是噬菌體的技術(shù)弄喘,有針對性地殺滅細菌。
噬菌體病毒攻擊細菌
此外蘑志,噬菌體還影響著全球的海洋生態(tài)系統(tǒng),這些噬菌體能夠?qū)υ谝幻腌妰?nèi)對微生物發(fā)起10萬億次的進攻贬派,所以每天都能夠殺死海洋里15~%40%的細菌急但。當霍亂爆發(fā)時,噬菌體跟著大肆繁殖搞乏,快速的殺死霍亂弧菌波桩,由此制止了霍亂的爆發(fā)。
- 病毒帶來的醫(yī)療革命
疫苗之所以能產(chǎn)生请敦,也是因為病毒镐躲。
人類感染一些無關(guān)緊要的病毒储玫,是有好處的,能夠幫助刺激免疫系統(tǒng)萤皂,增強免疫反應(yīng)撒穷,從而才能對抗更為險惡的環(huán)境。疫苗就是利用這個原理裆熙,相當于是用病毒的蛋白幫助人類抵抗病毒——真正的“師夷之長以制夷”端礼。
五、人類與病毒的關(guān)系何去何從入录?
揭開病毒的面紗蛤奥,我們發(fā)現(xiàn)它并不僅僅是微小的存在而已,它對這個星球的影響可謂翻天覆地纷跛。
病毒這個群體家族種類繁多,我們對他們的認識還太少太少邀杏。在與病毒的合作和抗爭中贫奠,人類取得過進步,也付出過更過慘痛的代價望蜡。
人類歷史上第1次徹底地戰(zhàn)勝病毒唤崭,是對天花病毒的殲滅。如今我們已經(jīng)不需要接種天花病毒的疫苗脖律,是因為自然界中已經(jīng)不存在天花病毒的感染源了谢肾,最后一個樣本在一個實驗室。
但更多的時候小泉。我們付出的是慘痛的生命代價芦疏,比如新發(fā)現(xiàn)的最為恐怖的病毒埃博拉,還有我們此次的新型冠狀病毒微姊。
在病毒的世界里酸茴,他們只是一群自我繁殖的物質(zhì),并不帶有主觀傷害意識兢交。他們不知道薪捍,自己瘋狂的繁殖,在更大的層面上配喳,傷害了人類酪穿,阻礙了人類的繁殖;也不知道晴裹,自己的活動對這個星球產(chǎn)生過如此廣泛而深遠的影響被济。
我們能人類能做的,就是尋找與他們相安無事的方法涧团。從研究他們?nèi)胧中炀兀瑥牧私馑麄冮_始集嵌,也許未來我們能夠找到所有病毒的特性而研究發(fā)明出對抗病毒的有效方法药蜻。
但,作為人類馋贤,科學地研究它們,不等于隨意地挑戰(zhàn)它們畏陕。人類對其他生命存在的傲慢配乓,會讓人類自己走向毀滅。
《鼠疫》中有一句話是這樣說的:人世間的罪惡惠毁,幾乎總是由愚昧無知造成的犹芹。
病毒無知,但是人類不可以無知鞠绰。