唐騁
了解演化的朋友應(yīng)該都知道，只要往上追溯，任何兩個生物都能追溯到某個共同祖先，而祖先還能繼續(xù)溯源到祖先的共同祖先，最終構(gòu)建起一棵足以囊括古今眾生的演化之樹。
大家熟悉的演化樹大概就是這個樣子的。
然而病毒卻似乎不在這棵樹上。大部分病毒的結(jié)構(gòu)很簡單，基本上就是一個蛋白質(zhì)構(gòu)成的外殼包著一些遺傳物質(zhì)，平時就與死物無異，一旦感染細(xì)胞，它們就將自己的基因注入宿主細(xì)胞當(dāng)中，利用宿主細(xì)胞復(fù)制自身產(chǎn)生新的病毒。這種奇怪的生活方式讓我們難以將其置于演化之樹的任何地方。
病毒是生物嗎？它們又從何而來呢？
下面，我們就來看看病毒起源的三個假說。
假說一：遠(yuǎn)古分子生命的復(fù)仇之魂
病毒的故事或許還要從遠(yuǎn)古說起。在那個了無生機(jī)的地球上，海洋占據(jù)了世界的絕大部分，而無垠的大海之下是數(shù)億年連綿不斷的火山活動。在某些機(jī)緣巧合之下，海水中產(chǎn)生了史上第一批有機(jī)大分子，從而點(diǎn)燃了生命的星星之火。
生命最初或許就誕生在類似這樣的地方.
慢慢的，有一些大分子，比如說RNA，DNA以及蛋白質(zhì)開始或獨(dú)立或彼此協(xié)作地復(fù)制自身，這個階段可以稱為“分子生命”。然而在一片祥和的分子生命中卻產(chǎn)生了一個異類，那就是包括現(xiàn)存所有生物的最近共同祖先“露卡”（LUCA）在內(nèi)的一些分子生命，它們發(fā)展出了一個改變了生命法則的結(jié)構(gòu)，那就是細(xì)胞。擁有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞可以更好地保護(hù)其中嬌弱的RNA和蛋白質(zhì)等核心大分子，極大增強(qiáng)了這些生物的適應(yīng)力，意味著它們會把原始的分子生命摁在地上摩擦。
而有一種假說（The Virus-First Hypothesis）就認(rèn)為，病毒正是原始分子生命世界的遺民，它們在在最后一刻創(chuàng)造出了寄生的生活方式，反過來利用了敵人的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，宛如一群遠(yuǎn)古的復(fù)仇之魂，對于奪取它家園的族裔作著永恒的抗?fàn)帯?/span>
這個假說一度十分盛行，畢竟病毒的構(gòu)造是如此簡單，乃至簡陋，它們與細(xì)胞生命的差異又是如此巨大。
有些病毒經(jīng)提純后還能形成結(jié)晶，這對于細(xì)胞生物是無法想象的
更實(shí)錘的證據(jù)來自于“擬病毒”（Virusoid），它就是一個RNA分子。擬病毒沒辦法直接感染細(xì)胞，但是它可以感染病毒，確切地說是在某些病毒感染細(xì)胞的時候通過搭便車來順便復(fù)制自己、擴(kuò)散自己，從而能引發(fā)一些諸如人類丁型肝炎之類的疾病。
然而這個熱血的病毒起源故事卻隨著分子生物研究學(xué)的深入而顯得不再那么完美……
假說二：“叛逃”的基因
基因這濃眉大眼的也能叛變？對，在這個假說（The Progressive Hypothesis）里，基因?yàn)榱俗屪约毫鱾飨氯ナ裁词虑槎甲龅贸鰜怼?/span>
細(xì)菌中廣泛存在一種名叫“質(zhì)粒”（plasmid）的小片段環(huán)狀DNA，這些基因基本上就是一群打工仔臨時工，細(xì)菌隨時可以從環(huán)境中吸收它們?yōu)榧核?，也隨時可以趕走它們。
在很多細(xì)菌中，除了自身原本的DNA（紅色部分）以外，還經(jīng)常會有一些小片段的環(huán)狀DNA（橙色），那些被稱為質(zhì)粒（圖片來源：作者繪制）
于是在漫長的演化中，有些質(zhì)粒學(xué)會了一件事：我們不要一輩子打工！這些質(zhì)粒從打工仔變成了二五仔，反過來把它們的細(xì)菌老板給劫持了，奪走了細(xì)菌所有的營養(yǎng)來復(fù)制自身。隨著時間推移，有些質(zhì)粒就變成了病毒。
細(xì)菌經(jīng)常會遭受一類叫做“噬菌體”（Phage）的病毒感染，有些觀點(diǎn)認(rèn)為噬菌體來源于質(zhì)粒（圖片來源：Quanta Magazine）
而我們?nèi)祟愐约八袆游?、植物的?xì)胞和細(xì)菌很不一樣，我們都屬于“真核生物”，細(xì)胞當(dāng)中并沒有細(xì)菌那樣的質(zhì)粒，但還是有那么一些基因蠢蠢欲動。它們不肯在染色體上好好待著，而是在細(xì)胞核里左右橫跳，一會兒跑到這個染色體上，一會兒跑到那個染色體上。不過這幫調(diào)皮搗蛋的基因倒是有一個仙風(fēng)道骨的名字——轉(zhuǎn)座子（transposon）。
根據(jù)分子生物學(xué)檢測，很多轉(zhuǎn)座子都擁有和病毒非常相似的基因序列，兩者將自己整合進(jìn)宿主細(xì)胞染色體的機(jī)制也高度相似。尤其是其中的“病毒樣逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子”（Retrotransposon）與某些病毒簡直相似到了令人發(fā)指的程度，唯一的不同只是這些轉(zhuǎn)座子還不能像病毒一樣在細(xì)胞之間遷移而已。
然而病毒的身世到這里卻依舊撲朔迷離，因?yàn)樗鼈兏揪筒蛔裱话闵锏难莼Ｊ健?/span>
病毒感染的一般流程是：把自己的基因注入宿主細(xì)胞當(dāng)中，然后利用宿主細(xì)胞復(fù)制自己的基因，并且制造構(gòu)建病毒顆粒所需的各種材料，最后操控細(xì)胞將病毒顆粒的各個零件連同病毒的基因一起包裝成新的病毒顆粒，釋放出去感染別的細(xì)胞。
但是在這個過程中，病毒每時每刻都在和各種生物交換基因。
比如說病毒在指揮宿主細(xì)胞包裝病毒顆粒的時候，有時候會把一些宿主細(xì)胞的DNA給一塊包進(jìn)去，或者不小心在宿主細(xì)胞當(dāng)中留一點(diǎn)點(diǎn)自己的基因。哺乳動物中有一個用來阻止母體免疫系統(tǒng)攻擊胎兒的基因，就是某個病毒在一億多年不小心落在我們細(xì)胞中的。而在病毒跨物種傳播的時候，經(jīng)常導(dǎo)致基因從一個物種轉(zhuǎn)移到另一個物種，所以，“轉(zhuǎn)基因”這件事都是自然界玩剩下的。
然而也正是因?yàn)椴《镜霓D(zhuǎn)基因如此之頻繁，讓人不得不重新思考，病毒真的是叛逃的基因嗎？我們會不會從一開始就搞錯了邏輯關(guān)系。那些轉(zhuǎn)座子啥的，也許并不是不安其室的自身基因，反而是偶然留在細(xì)胞中的病毒基因呢？
假說三：病毒也許是沉淪的細(xì)胞生物
進(jìn)入21世紀(jì)以后，一系列發(fā)現(xiàn)開始讓科學(xué)家愈發(fā)意識到病毒的起源還有別的可能性。
2003年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種非常不講道理的病毒——“擬菌病毒”（Mimivirus），這個病毒的體型達(dá)到了0.4到0.5微米，在顯微鏡下看都快跟細(xì)菌差不多了。引發(fā)這次疫情的冠狀病毒都被認(rèn)為是比較大的一類病毒了，體型也不到0.1微米。
2008年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第二種大病毒，將其命名為 “媽媽病毒”（Mamavirus），從此一種又一種“大病毒”（Giant Virus）開始接二連三地出現(xiàn)在人類的視野中，到2013年發(fā)現(xiàn)的“潘多拉病毒”（Pandoravirus）更是把最大病毒的記錄刷到了1微米以上。
目前已知最大的病毒“潘多拉病毒”，它看上去和一個細(xì)菌幾乎沒什么區(qū)別（圖片來源：美國國家地理；作者：Chantal Abergel和Jean-Michel Claverie）
從此，病毒與某些單細(xì)胞生物的界限開始變得模糊了起來，比如說“擬菌病毒”的結(jié)構(gòu)與基因和一類叫做“古菌”的單細(xì)胞生物非常相似，唯一的不同是，擬菌病毒丟失了一部分自主完成細(xì)胞分裂的關(guān)鍵基因，所以不得不寄生在其它生物的細(xì)胞當(dāng)中，利用宿主的細(xì)胞來生長繁殖。
于是就有了病毒起源的第三種假說（The Regressive Hypothesis），認(rèn)為病毒本質(zhì)上是墮落的生物。有些單細(xì)胞生物在長期寄生生活中，逐漸退化掉絕大部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)，最終變成了這種活死人一般的樣子，而像擬菌病毒之流就是剛剛開始墮落的古菌。
在我們的演化中，病毒留下了深深的烙印
那么，病毒究竟應(yīng)該是遠(yuǎn)古的復(fù)仇之魂，還是叛逃的基因，亦或是墮落的生物呢？這三種假說都有合理之處，同時也存在著不能解釋的問題。也許，病毒的起源故事遠(yuǎn)比這一切假說都更加復(fù)雜，甚至未必有著唯一的來源。
我們可能永遠(yuǎn)也弄不清病毒從何而來，但是病毒卻真真切切地在我們的演化中留下了深深的烙印。
由于病毒無比強(qiáng)大的變異能力，我們永遠(yuǎn)也無法預(yù)測何時何地會出現(xiàn)一個對我們有致命威脅的病毒，最終逼得很多生物不得不采取一些用變異打敗變異的手段。
比如說有性生殖。有性生殖帶來最直接的后果就是可以讓我們的每一個后代的基因都能打亂重排，盡可能保障所有后代不至于被一種病毒一鍋端了。病毒與生物的軍備競賽也一直是演化的最強(qiáng)推手，病毒還打破了生殖隔離的壁障，讓基因得以在不同的生物中流動。
所以，病毒雖不屬于演化之樹上的任何一個枝丫，但它們宛若是圍繞在演化之樹上的流螢與鬼魅，在這棵樹上處處都留下了自己的痕跡。
那么為什么致命病毒總是來自于野生動物呢？讓我們從演化的角度分析一下。
“最好”的病毒，是既不引起太嚴(yán)重的癥狀（不然搞死了宿主自己也完蛋），但也不能太溫和（畢竟宿主身上往往同時寄生著別的病毒，搶資源的時候該下的狠手還是得下）。所以在漫長的演化中，這種博弈會促使病毒最終與宿主達(dá)成某種默契，比如說人類與可能會引起普通感冒的鼻病毒就屬于這種關(guān)系。
但是，病毒會變異，有些變異會導(dǎo)致病毒的宿主改變。病毒與新的宿主沒有長期磨合的默契，就會出現(xiàn)“下手沒輕沒重”的問題，其中有些下手特別重的就會給宿主帶來致命疾病。
在長期的演化中，人類已經(jīng)和那些從遠(yuǎn)古祖先開始一路陪伴的病毒達(dá)成完美默契了，與從家畜那里來的病毒，比如麻疹、流感等等，磨合得還不完美，但多少有點(diǎn)默契，所以極少引起很嚴(yán)重的疫情。唯獨(dú)來自于野生動物的病毒跟我們絲毫沒有一丁點(diǎn)磨合，因此引起大瘟疫的疾病幾乎全部來自野生動物。
因此希望大家平時盡量遠(yuǎn)離野生動物，包括流浪動物，更不要去飼養(yǎng)、食用野生動物，不然這些野生動物身上的病毒可就保不準(zhǔn)拿你來試刀子啦。
責(zé)任編輯:李斌
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