椰 樹(shù)

病毒是我們的祖先

椰 樹(shù)

一提起病毒，我們立刻會(huì)想起2002年引起全國(guó)上下一片恐慌的SRAS病毒、讓人談虎色變的艾滋病毒，以及其他種種能引發(fā)致命疾病和傳染病的病毒。在微生物界，假如細(xì)菌留給人的印象是好壞參半的話，那么病毒留給人的印象只能用“劣跡斑斑”來(lái)形容。的確，病毒不僅是當(dāng)代社會(huì)危害人們生命安全的惡徒，在歷史上也曾經(jīng)奪走過(guò)成千上萬(wàn)人的生命，它們的罪惡實(shí)在是“罄竹難書”。

但是假如現(xiàn)在有人告訴你，病毒可能是地球上所有生命（當(dāng)然也包括人類）的共同祖先，我想你肯定要大跌眼鏡，或者生出“自家人不認(rèn)自家人”的感慨。但是撇開(kāi)一切感情因素，隨著一種新型病毒被發(fā)現(xiàn)，我們恐怕要不得不承認(rèn)，這個(gè)害人精完全有可能是我們的共同祖先。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)巨型病毒

上面提到的新發(fā)現(xiàn)的這種病毒名為Mimivirus（意思是“酷似細(xì)菌的病毒”），是在英格蘭北部工業(yè)城市布拉德福德的一座冷卻塔中提取出來(lái)的。

事情還得追溯到1992年，當(dāng)時(shí)，一位法國(guó)微生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，從冷卻塔中提取的變形蟲(chóng)感染上了一種神秘的寄生微生物。這位微生物學(xué)家以為這種微生物是一種細(xì)菌，因此只是將其保存在一個(gè)冷凍設(shè)備中而沒(méi)太在意。后來(lái)，這種微生物被輾轉(zhuǎn)運(yùn)到了法國(guó)地中海大學(xué)的一家微生物實(shí)驗(yàn)室。另外兩名微生物學(xué)家在電子顯微鏡下發(fā)現(xiàn)，這種“細(xì)菌”與他們所見(jiàn)過(guò)的任何細(xì)菌都完全不一樣，它的外殼是一個(gè)由20個(gè)三角形組成的多面體。而且，因?yàn)樗荒芗纳谧冃蜗x(chóng)身上，自己沒(méi)有生活“自理”能力和“生育”能力，因此毫無(wú)疑問(wèn)這是一種新型病毒。

但這個(gè)病毒可不是一般的病毒。在迄今發(fā)現(xiàn)的病毒中，較大的直徑為300-450納米，較小的直徑僅力18-22納米，而這個(gè)病毒直徑達(dá)500納米——如果從這種病毒帶有絨毛的外表算起，它的直徑為750納米，不但比所有其他病毒都大上幾倍，而且比許多細(xì)菌都大。因此，可以說(shuō)這是個(gè)不折不扣的病毒中的“巨人”。

2004年，研究人員完成了對(duì)這種巨型病毒的基因測(cè)序工作。測(cè)序結(jié)果表明，這種病毒的DNA大約包含了911個(gè)基因，其中有大約一半是科學(xué)界未曾見(jiàn)過(guò)的新基因，這一點(diǎn)很不同尋常，因?yàn)榻^大多數(shù)病毒的基因甚至不到兩位數(shù) （比如，艾滋病病毒只有9個(gè)基因，丁型肝炎病毒則只有1個(gè)）。此外，它的基因組里還包含了指導(dǎo)DNA進(jìn)行自我修復(fù)和復(fù)制的基因，而這在一般的病毒上是從來(lái)沒(méi)發(fā)現(xiàn)過(guò)的。因?yàn)樵谌藗冄劾?，病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，寄生在細(xì)菌、動(dòng)植物細(xì)胞上，自己沒(méi)有“生育”能力，要靠寄生對(duì)象來(lái)完成復(fù)制和繁殖，當(dāng)然也沒(méi)必要擁有指導(dǎo)自我復(fù)制的基因。由此科學(xué)家推測(cè)，Mimivirus可能曾經(jīng)有過(guò)獨(dú)立生活和生育的能力，但是后來(lái)不知什么原因?qū)е逻@種能力喪失了，現(xiàn)在成了不折不扣的“寄生蟲(chóng)”。

巨型病毒的不尋常特點(diǎn)

病毒因?yàn)橛懈叨鹊募纳裕耆蕾嚰纳鷮?duì)象的能量和代謝系統(tǒng)來(lái)獲取生命活動(dòng)所需的物質(zhì)和能量，離開(kāi)了寄生對(duì)象，它就只是一個(gè)沒(méi)有生氣的大化學(xué)分子而已，所以科學(xué)界幾乎不承認(rèn)病毒是一種獨(dú)立的生命形式，認(rèn)為病毒不過(guò)是侵入細(xì)胞并控制了細(xì)胞的某些結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單的基因片斷。可是現(xiàn)在遇到了這么一個(gè)巨大而復(fù)雜的病毒，著實(shí)讓科學(xué)家們嚇了一跳，就好比在海面上見(jiàn)慣了敵軍小巧的快艇，如今突然發(fā)現(xiàn)一艘裝備精良的航空母艦近在咫尺一樣。

此外，科學(xué)家經(jīng)過(guò)細(xì)致的研究發(fā)現(xiàn)，這種病毒還能被其他更小的病毒感染，為別的病毒服務(wù)。在生物學(xué)上，當(dāng)病毒寄生到別的生物體上時(shí)，我們就說(shuō)那個(gè)生物體感染上了病毒。細(xì)菌、動(dòng)植物細(xì)胞作為能夠獨(dú)立生活的生物體被病毒感染是可以理解的，因?yàn)樗鼈冇?“資本”供養(yǎng) “食客”； 而作為“食客”的病毒用偷來(lái)的食物再去供養(yǎng)別的“食客”，這就有點(diǎn)不好理解了。在這種時(shí)候，它們儼然已經(jīng)不再是“食客”，而是成了”主人”，與那些細(xì)菌、動(dòng)植物細(xì)胞有了更多的相似性。

由此看來(lái)，巨型病毒打破了過(guò)去一貫認(rèn)為的病毒和細(xì)胞生命形式之間不可逾越的界限。除此之外，一些生物學(xué)家還認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一場(chǎng)有關(guān)生命起源與進(jìn)化的爭(zhēng)論。

巨型病毒的進(jìn)化論意義

在進(jìn)化生物學(xué)中，病毒一度被排除在生命進(jìn)化的族譜之外。原因就是病毒無(wú)法在沒(méi)有寄生對(duì)象的情況下進(jìn)行繁殖，因此從這一情況推論，病毒必定是在第一個(gè)細(xì)胞（細(xì)菌也是一種細(xì)胞）出現(xiàn)以后產(chǎn)生的。這就是說(shuō)，病毒雖然比細(xì)胞更簡(jiǎn)單，但因?yàn)樗霈F(xiàn)的時(shí)間要比細(xì)胞晚，所以在生命進(jìn)化的族譜上，我們不能從細(xì)胞上溯到病毒。

而現(xiàn)在一批科學(xué)家傾向于認(rèn)為事情遠(yuǎn)比想象的要復(fù)雜。前面已經(jīng)提到，Mimivirus的基因組里包含有指導(dǎo)DNA進(jìn)行自我修復(fù)和復(fù)制的基因，根據(jù)這一點(diǎn)，有科學(xué)家推測(cè)，它很可能是具有獨(dú)立生存能力的完全生命形式的后代，只是后來(lái)退化成了寄生生物。而從Mimivirus的基因組比起細(xì)菌來(lái)又過(guò)于簡(jiǎn)單，且沒(méi)有細(xì)菌所特有的細(xì)胞壁這兩點(diǎn)來(lái)看，這個(gè)Mimivirus病毒的祖先不可能是細(xì)菌，而是病毒。

既然病毒比細(xì)胞簡(jiǎn)單，同時(shí)在遠(yuǎn)古的時(shí)候或許還能獨(dú)立生活，那么我們可以大膽推測(cè)，Mimivirus的祖先可能在細(xì)胞出現(xiàn)以前就已經(jīng)存在了，說(shuō)不定地球上最簡(jiǎn)單的細(xì)胞生物——細(xì)菌就是由此類病毒進(jìn)化來(lái)的。假如這種觀點(diǎn)得到證實(shí)，那么Mimivirus病毒很可能就成為我們的祖先了。

Mimivirus的發(fā)現(xiàn)在微生物學(xué)界引發(fā)了一輪尋找巨型病毒的熱潮。2005年底，加拿大科學(xué)家開(kāi)始對(duì)一種十多年前在墨西哥灣地區(qū)采集到的巨型病毒進(jìn)行基因測(cè)序，并樂(lè)觀地認(rèn)為，他們還能夠夠找到比Mimivirus大得多的病毒。英國(guó)科學(xué)家則發(fā)現(xiàn)了一種能起神奇的抗衰老作用的巨型病毒。這種病毒具有讓人難以置信的能力：當(dāng)它的寄生對(duì)象將要死亡之時(shí)，這種入侵的巨型病毒為了避免與其同歸于盡，會(huì)設(shè)法延長(zhǎng)寄生對(duì)象的壽命來(lái)保證自身的發(fā)展。在這里，病毒和它的寄生對(duì)象看來(lái)已經(jīng)化敵為友、同舟共濟(jì)了。

（選自《科學(xué)之謎》）