为什么说病毒既无生命又有生命?揭示病毒的起源

不管是普通的感冒还是水痘,或者是其他的病毒。病毒在自然界很常见,它们的数量远比地球上的任何生物数量都要多。一旦感染却很难治疗,因为抗生素对它们基本不起作用。原因是病毒不像我们习惯的其他生物那样是有生命的。事实上,我们很难将其归类为“有生命”或“没有生命”。这是为什么呢?

为什么说病毒既无生命又有生命?揭示病毒的起源-1

不符合生命的定义

病毒甚至不是细胞。尽管它们有遗传物质,如RNA或DNA,被蛋白质外壳包裹,但仅此而已。它们没有任何细胞器,甚至没有细胞膜。

大多数时候病毒并不活跃,它们不消耗任何能量,也不能自我复制,甚至不能独自存活。病毒“活着”的唯一时间和方式是当它们接触到宿主细胞的时候,它们与细胞上的受体结合,将自己的遗传物质注入细胞,劫持细胞的能量和复制工具来复制自己。

病毒的简单结构,上图为登革热病毒。

科学家们长期以来一直坚持认为,病毒之所以没有生命,是因为它们不符合我们对生命的定义。它们不能进行新陈代谢,不能对环境变化做出任何反应,不能生长,不能排泄。它们唯一真正进行的过程就是繁殖,但它们不能自己繁殖。由于它们大部分时间都不活跃,没有宿主甚至不能生存,因此一些人认为它们没有生命,也不是活着的。

揭示病毒的起源

病毒的独特结构一直让生物学家困惑,病毒是怎么来的?是什么制造了病毒?

 

1992年,科学家发现了mimivirus巨型病毒,直径400纳米,大约是大肠杆菌细胞宽度的一半,能在显微镜下看到,具有比某些细菌更大的基因组文库。其中的一些甚至拥有蛋白质基因,可以转化mRNA来制造新的病毒。此外,它们还有DNA修复、新陈代谢和蛋白质折叠的基因。所以它们实际上能够自行复制。

2015年,伊利诺伊大学作物科学和卡尔·韦尔斯基因组生物学研究所教授古斯塔沃·卡埃塔诺-安诺勒斯(Gustavo Caetano-Anolles)和他的研究生阿尔尚·纳西尔(Arshan Nasir)追踪了病毒的进化史,病毒DNA中有太多的随机突变,因此不能提供信息,所以他们检测了蛋白质折叠。它们是病毒和细胞中特有的蛋白质,由基因编码,但随着时间的推移会更加稳定。

研究人员分析了来自生命树每个分支的3460个病毒和1620个细胞的蛋白质折叠。在细胞和病毒之间共有442个蛋白质折叠,只有66个是病毒独有的。科学家的发现表明,病毒和细胞一起进化,然后出现了分化,也就是说病毒和细胞比我们想象的更为相似。但病毒在进化的过程中发生了退化,结构变得更简单,而不是更复杂。也许较少的细胞机制对病毒来说更为有利。它们在地球上的数量也证明了其进化的成功。

它们是什么?

人类喜欢以自己容易理解的方式对事物进行分类。例如,我们根据相似的特征对生物进行分类。我们可以根据我们所知道的来定义生命,但是当像病毒这样的东西完全不符合我们的定义时,我们就会感到困惑。

大自然的运作方式并不总是黑白分明的。例如,有些寄生虫,如细菌和真菌,不能自己繁殖,需要一个宿主来完成它们的生命周期和生存。他们仍然被认为是活着的。另外,如果你拿一粒种子,你会说它是活的吗?它没有任何生命迹象,但当种子被种植,并有适当的条件,然后它开始发芽和生长,就变成了生命。在这方面,病毒与之非常相似。它们在到达寄主并繁殖之前并不活跃,但是一旦进入宿主就会变得具有生命特征。也就是说,只有活着的东西才会面临进化和生存的压力,而病毒就可以利用环境来复制自己,它们在复制自己的过程中会发生突变,也就是进化,而且非常多样化。

病毒确实有生命迹象。但它们不太符合我们对生命的定义,没有细胞结构,而这正是我们对如何给病毒分类感到困惑的主要矛盾所在。也许我们需要重新思考我们对“生命”的定义。

文章来源:https://www.mk12.cn/lifebk/19660.html

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