歡迎來到病毒世界
想象在太空中漂浮着一種外星生物，它沒有自己的家，也不能依靠自己移動和生長，但它隻要進入一個适合它的星球，就會迅速繁殖起來，過不了多久就占領了整個星球。
這聽起來像科幻，但你隻要把“星球”改換成“宿主”，這個描述基本上适用于我們身邊的一種微生物——病毒。
病毒由兩部分組成，外面是一層蛋白質外殼，裡面是遺傳物質DNA或RNA。嚴格說來，病毒不算生命，因為它沒有獨立生存的能力，離開了宿主，什麼都不是。但它是地球上最豐富的有機體。從海洋、森林到你身邊的牲畜、人群，再到你自己的體表、體内，它無處不在。這個由病毒組成的世界被稱為“病毒圈”。鑒于我們對病毒的了解比任何其他生命形式都少，病毒圈對于我們長期以來是一個神秘的世界。
但這種情況現在正在改變。我們檢測病毒的能力正指數級提高，在過去五年中，我們鑒定出的病毒種類數量已經翻了20倍。更重要的是，我們對病毒的看法也在改變：這些奇特多樣的微生物不完全是殺人機器，它們在地球生命的進化過程中也扮演了重要角色。
病毒星球
就數量而言，沒有哪種生物能與病毒相提并論。我們的星球名副其實是一個“病毒星球”。一項研究估計，地球上的病毒總數達到10^31個。病毒的尺寸一般在100納米的量級。如果把所有這些病毒首尾相連，長度差不多是1億光年，遠遠超出了銀河系的範圍。在地球表面每平方米的面積上，每天都有大約8億個病毒附着在塵埃上降落，而我們對它們中的大多數幾乎一無所知。
病毒離開宿主，是完全惰性的。不過，病毒在宿主以外存活的時間有長有短。短的隻有幾秒鐘，長的則能活幾十年。影響其存活時間的一個重要因素是溫度，此外還有陽光、酸堿度等。在非常熱的環境中，病毒往往死得很快，這就是為什麼加熱能殺死病毒的原因。這甚至可以解釋我們的身體為什麼會進化出發燒，作為對病毒感染的一種反應。在較冷的溫度下，離開宿主，病毒可以存活數月甚至數年。天花病毒可在4℃～5℃的溫度下生存數十年。
一旦進入宿主體内，病毒就開始行動。它劫持宿主的細胞，複制它自己的遺傳物質。病毒的宿主可以是任何一種生物，動物、植物、細菌，甚至是另一種病毒。譬如，一種稱為“斯普特尼克病毒”的小病毒就寄居在一種名為“媽媽病毒”的巨型病毒身上。病毒複制非常迅速，在感染後幾個小時内就開始；幾天之内，它們的蹤迹已遍布宿主的所有細胞。
盡管病毒在宿主體外是不活躍的，但一旦進入宿主體内，它們的行為就變得異常複雜。有些病毒（包括那些引起流感、麻疹和脊髓灰質炎的病毒）進入宿主體内後會發出信号，以協調同夥的行動。譬如說，決定是攻擊還是暫時蟄伏。不同種類的病毒都有自己的秘密信号。此外，它們還能夠感知宿主細胞或其他病毒之間的交流信号。
我們可以利用這個發現來對抗疾病。事實上，研究人員已經設計出病毒“奸細”，來感知其他微生物（包括大腸杆菌和沙門氏菌）特有的信号，然後将這些微生物鎖定并摧毀。有朝一日，我們可以利用類似辦法操縱噬菌體（一類專門感染細菌的病毒），來殺死極難對付的耐藥性細菌。
描繪病毒圈
盡管我們有先入為主的觀念，以為病毒隻會給宿主帶來害處，但事實上，病毒對某些宿主也會帶來好處。以一種叫“破壞性假裸囊菌”的真菌為例。當這種真菌被病毒感染後，會産生更多的孢子，所以病毒反而幫助了它的傳播。
病毒與宿主之間的相互作用，是病毒生态學的研究領域。鑒于它們的關系錯綜複雜，這是一項艱巨的工作，但是我們已經取得一些進展。2017年，病毒生态學家繪制出第一張病毒-宿主的相互作用圖，涵蓋了當時已知的所有病毒種類。研究顯示，大多數病毒“擇居”的對象相當專一，它們往往隻感染一兩種宿主。譬如，一種病毒能感染狗，但對貓可能就無可奈何，除非發生變異。近年來，病毒生态學的另一個進展是，将對病毒圈的研究擴大到了一個更加神秘的領域——一個由專門感染古細菌的病毒組成的世界。
不過，這隻是冰山的一角。我們長期以來一直懷疑病毒是地球上種類最多的微生物，但具體有多少種，我們隻有模糊的概念。在過去20年中，被确認的病毒種類超過了以往任何時候。譬如，我們知道了巨病毒的存在。這種病毒有1000多個基因，相較而言，最小的病毒隻有10個基因。截至2019年4月，研究人員已鑒定出19.5萬種病毒。
但依然有大量的病毒在我們的掌握之外。随着分析技術的提高，研究人員現在可以不必找出整個病毒，就能夠識别出病毒的基因。用這種方法的時候，他們經常發現大量未知病毒的基因片段。
當病毒的宿主是人類自身時，研究病毒生态學可以幫助我們及時發現潛在的威脅，預測哪些病毒可能跳轉宿主，來感染我們（見拓展閱讀：下次疫情可能來自哪些病毒？）。
病毒也曾居功至偉
我們關于病毒的印象，幾乎都是負面的，但事實上，在地球生命的進化史上，病毒居功至偉。
病毒的進化速度比任何其他生物體都要快得多，比我們至少要快上百萬倍。進化生物學家開始意識到，正是病毒源源不斷地提供的新的遺傳物質，幫助了動物、植物和細菌等其他生物的進化。
病毒是通過一個叫“水平基因轉移”的過程，與宿主共享它們的基因的。你可以把水平基因轉移想象成打牌中的換牌，玩家可以通過交換手上的牌來優化自己的牌組。如果兩位聯手的玩家中恰巧有一位的牌可以不斷翻新（病毒），那麼他們通過換牌就可以建立一個更具競争力的聯盟。
科學家猜測，正是病毒的快速進化能力，再加上交換基因的能力，使得地球上早期的單細胞生物能夠快速适應幾乎任何環境。考慮到地球早期的環境惡劣，這對最早的生命是至關重要的，而病毒可能在它們的成功中扮演了重要角色。
因此，更多地了解病毒、宿主及其環境之間的關系，能夠讓我們更好地了解生命的進化乃至生命的起源。
下次疫情可能來自哪些病毒？
據估計，動物身上有多達80萬種可能感染人類的病毒。雖然識别它們是一項極其複雜的任務，但我們還是大緻知道該去關注哪些病毒。
2018年，美國約翰·霍普金斯健康安全中心發表了一份對全球120多名傳染病專家的采訪。他們一緻認為，全球疫情最有可能由一種從動物傳播過來的新病毒引發。“新”意味着我們對它沒有免疫力。他們還認為，它會通過咳嗽和打噴嚏在人與人之間傳播，并且它還可能通過無症狀感染者傳播。
這一切聽起來很熟悉，是不是？沒錯，這次新冠疫情完全證實了他們的預言。
根據其體内的遺傳物質，病毒可分為DNA病毒和RNA病毒。專家們認為，RNA病毒（冠狀病毒就屬于RNA病毒）比DNA病毒風險更大。因為DNA病毒更穩定，通常不太可能變異成緻命的毒株——不過有一個例外，人類曆史上肆虐了2000多年的天花，就是DNA病毒。
在已知的168個病毒家族中，專家們認為，我們應該密切關注其中的5個，它們可能會成為下次疫情的主角。其中一個就是冠狀病毒（他們的預言再次證實）。另外4個是：
小RNA病毒
RNA病毒中最常見的是鼻病毒，它通常會引起普通感冒；而另一種腸病毒則會引起一系列疾病，包括感冒、小兒麻痹症和手足口病。
由于它們通常隻引起輕微的症狀，這一病毒家族的危險性在很大程度上被人忽視了。但它們有可能變異成更危險的毒株。冠狀病毒就是這方面最好的例子。大多數冠狀病毒隻會引起感冒，但新變異的毒株卻導緻了SARS、MERS和covid-19這樣一些緻命的傳染病。
目前，我們對小RNA病毒在不同物種之間的跳躍能力知之甚少。這次疫情已經證實，新冠病毒可以在人和蝙蝠、貓、狗、水貂等動物身上來回跳躍。有證據表明，小RNA病毒還可以從牛和大猩猩跳到人身上。
肺病毒
肺病毒中包括人類偏肺病毒，它們通過飛沫傳染，通常引起感冒，但也可以導緻支氣管炎和肺炎。人類偏肺病毒被認為起源于鳥類，但對肺病毒的研究現在才剛剛開始，對其傳播途徑還在摸索。不過科學家預測未來可能會有更多緻命的肺病毒在人類中間擴散。
副粘病毒
麻疹、腮腺炎和哮吼(一種兒童疾病，其症狀是咳嗽厲害、呼吸困難)都是由副粘病毒引起的。據稱，麻疹病毒是800多年前從牛身上傳到人身上的。也有副粘病毒從蝙蝠、馬和豬身上跳到人身上的例子。
正粘病毒
流感病毒屬于此類。流感病毒已引起數次世界性大流行。僅1918-1919年的世界大流行，死亡人數就達2000萬，對人類的生命健康危害極大。你不希望它具有的那些殺手的特征，流感病毒都一一具備，如它在症狀出現之前就具有傳染性，而且很容易在鳥類、豬和人類等物種之間發生變異和跳躍。
流感病毒通過飛沫傳播。患流感的人一般數日内自愈，但幼兒或年老、體弱者的易繼發細菌感染，病死率高。
最新文章
-
“豫西中醫界之泰鬥喬保均”治療疑難病60年經驗賞析
11小時前 -
回憶、健忘和灑脫
12小時前 -
弘一法師：“真的不忍心告訴你，這個世界隻是一個夢。你一輩子執
12小時前 -
心理學，準的讓你驚叫
12小時前 -
人生，成大器者有四識，知識、見識、膽識、遠識
12小時前 -
俞和：被遺忘的書法家，以古為師，創新在手！
12小時前 -
2024屆新高考II卷語文真題答案及解析
13小時前 -
生前隻是小人物，死後震驚史學界
13小時前
熱門文章
-
每日一誦傷寒論第241條
1周前 -
老張老李侃門球之140篇
2天前 -
診餘雜記（師傳經驗）
4天前 -
為什麼五點鐘要起床答案讓人吃驚！（現在知道還不晚）
1周前 -
這個穴位可以治療多種胃痛腹痛，還可以減肥
5天前 -
治療坐骨神經痛藥酒５方
1周前 -
美麗中國-2870：中國最大的内陸河，塔裡木河
2天前 -
二十四山開門放水作竈真訣開門放水作竈直訣——子山
2天前
有話要說...