作为非细胞生命形态,病毒活在我们看不见的地方,但又的的确确地左右着生物的生命进程。
虽然直到上世纪30年代,得益于电子显微镜的发明,人类才第一次亲眼见到病毒的庐山真面目,但是病毒这种个体微小的特殊生物早已印刻在史料记载和人类发展长河中,从天花到流感,病毒带走了无数鲜活的生命,也促使着科学家对其进行广泛而深入的研究。
痛苦刻骨铭心,好处抛之脑后
由于病毒带给人类社会太多的血和泪,加之已经有“消灭”天花病毒的经验总结,或多或少会出现把病毒从地球上赶尽杀绝的想法。的确,如果所有的病毒都消失了,世界将会大不相同,但也不一定如人所愿,变得更好。但是到底会发生什么呢?
病毒——要人命
病毒的存在似乎仅仅是为了给社会带来灾难,给人类带来痛苦,给动植物带来物种灭绝的威胁。数千年来,由病毒引起的疾病夺去了无数人的生命——1918-1919年肆虐全球的大流感致使数千万人死亡;从公元前1145年拉美西斯五世之死,到1980年世界卫生组织宣布人类成功消灭天花,数以亿计的人类倒在了天花病毒的魔爪之下。当前威胁着世界的新型冠状病毒只是病毒家族中普普通通的一个。
如果有根魔法棒,可以把病毒消灭于地球之上,我想大多数人都会争先恐后的去抢,尤其是现在。然而,这将为地球的未来埋下祸根,一旦挥动了它,比任何病毒都更为致命。
我们生活在一种平衡中,如果把地球生态简单看成是一个跷跷板,人在这头,自然在那头,病毒则是自然的重要组成。如果把病毒消灭,平衡被打破,人类便会无情下坠,或许进入地狱。
因为痛苦往往更刻骨铭心,所以好处就被抛之脑后。绝大多数病毒对人类没有致病性,相反,许多病毒在维持生态系统稳定性方面发挥着不可或缺的作用。
介于陆地上的病毒已经给人类带来数不尽的痛苦,所以从海洋病毒的生态学功能展开讨论。
在海水中,病毒含量高达2.5×10^8个/mL
按重量计算,海洋中90%以上的生物都是微生物。这些微生物产生了地球上大约一半的氧气——这一过程是由病毒促成的。
不同深度海水中病毒丰度
在茫茫大海中,病毒是丰度最高的生物类群,在表层海水中,病毒丰度更是细菌的5~25倍,虽然这有悖于认知,但这就是事实。这些病毒每天杀死约20%的海洋微生物,约50%的海洋细菌。
通过有选择性的“淘汰”微生物,病毒确保产氧浮游生物有足够的营养进行高速光合作用,制造氧气,最终维持地球上的大部分生命。如果病毒突然消失,一些细菌种群可能会爆炸式增长;最终部分物种会因为竞争排除,面临物种灭绝的危险。因此,病毒在调节海洋种群平衡方面起着至关重要的作用。
除了调节种群平衡,病毒还帮助调节海洋物质能量循环、包含大量辅助代谢基因等。
海洋中如此,陆地亦是。研究昆虫的科学家发现,病毒对于控制物种数量至关重要。当某一物种或种群的数量异常增多时,病毒会非常迅速地复制并击倒种群,为其他生物创造生存空间。如果病毒突然消失,竞争物种很可能会大量繁衍,对其他物种的生存带来不利影响,地球的生物多样性将发生剧变。
四种生物关系,④是竞争
一些生物也依赖病毒生存,或者在竞争的世界中给它们优势。例如,病毒在帮助奶牛和其他反刍动物将草木中的纤维素转化为糖类发挥了重要作用,这些糖类可以被吸收代谢,为动物的生长发育繁殖提供物质和能量。
病毒对于维持人类和其他动物体内健康的微生物群落是不可或缺的。这种联系还没有被很好地理解,但是越来越多的例子表明病毒的这种紧密的相互作用是生态系统的一个关键部分,无论是人类社会还是自然环境。
海洋环境中病毒的作用及功能
感染某些良性病毒甚至可以帮助人类抵御某些病原体。GB virus C,一种常见的血源性人类病毒,是西尼罗河病毒和登革病毒的非致病性远亲,科学家发现,此病毒可延迟HIV病毒阳性人群的发病时间。科学家还发现,GB virus C可降低感染埃博拉病毒的人死亡的可能性。
同样,感染疱疹的小鼠对某些细菌感染不太敏感,包括腺鼠疫和李斯特菌(最致命的食源性病原体之一,食物中毒的祸端之一)。虽然将这一结论推理应用到人类为时过早,但这一惊人发现仍然打开了人类认知的新大门。
或许,没有病毒,我们和许多其他物种可能更容易感染其他疾病。
病毒也是治疗某些疾病最有希望的潜在方式。早在20世纪20年代,苏联就对噬菌体疗法进行了大量研究,利用噬菌体来对付细菌感染。作为一个新兴快速发展的领域,治疗性病毒的行为就像微小的制导导弹一样,进入并炸毁我们不想要的细胞。我们需要病毒来进行一系列研究和技术开发工作,或许在不久的将来,病毒将引领我们进入下一代疗法。
病毒的消失会影响地球上所有生命的进化潜力——包括智人
病毒强大的变异能力为你我熟知,这为药品开发带来巨大挑战,但因为不断地复制和变异,病毒拥有一个巨大的基因创新库,病毒的寄主可以整合并利用。病毒无法独立生活,只能寄生在其他生物的活细胞中,利用宿主细胞的原料和酶等必要条件进行自我复制。
如果这些过程发生在生殖细胞(卵子和精子)中,病毒的基因就可以传给下一代,并永久整合。所有可能被病毒感染的生物都有机会整合病毒基因,并利用它们为自己谋利,换句话说,病毒的消失将影响地球上所有生命的进化潜力——包括智人。
据估计,病毒成分占人类基因组的8%,而哺乳动物基因组含有大约100000个源于病毒的基因碎片。2018年,两个研究团队独立做出了一个有趣的发现,来源于病毒的基因编码了一种蛋白质,这种蛋白质通过在神经系统细胞间传递信息,在长期记忆形成中起着关键作用。
合理即存在,存在即合理
对于病毒,人类知之甚少。我们就像个迷途的小孩,迷茫中寻找,错误中折返,在没有完全了解病毒之前,不要轻易否定它的过去现在和未来。
随着我们对所有病毒了解得越多,不仅仅是病原体,我们就越有能力更好地利用病毒为人类服务,并对可能导致下一次大流行的其他病毒进行防御。不仅如此,更多地了解病毒将有助于我们更深入地了解我们的星球、生态系统和身体是如何工作的。
也许消灭病毒的想法只是脑洞大开,暂且不讨论可能性,但是改变自然规则是做法已屡见不鲜。大多数的我们,都是典型的利己主义者,愿意为了自己去改变全世界,殊不知我们自己将被自己改变的世界所改变!
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