病毒比細菌還小100倍,這意味着它們的結構更加簡單。
事實上病毒簡單到隻有一些蛋白質包裹一段遺傳信息,而且基因組非常有限,最小的病毒甚至隻有幾個基因,最大的病毒一般也不超過200個基因。
有限的基因數量讓所有病毒都無法自行生存和繁殖——一般情況下擁有這兩個能力(生存和繁殖)才能稱為生物,所以病毒到底算不算生物存在許多争議。
病毒的生存完全依賴細胞,無論是原核細胞,還是真核細胞都可以成為病毒的宿主,它們隻能在宿主細胞内完成增殖。
圖:電子顯微鏡下的病毒
換句話說,病毒殺死宿主的代價會很高,因為那樣它們自己就無法完成增殖了,而且失去宿主後它們還無法獨立生存,所以很多人認為病毒的終極目标應該是和宿主共存,而不是殺死宿主。
其實,病毒和宿主的關系比想象得要複雜許多,兩者根本不能用共存和殺死彼此來概括。
簡單地說,一種緻命的病毒不一定會随着時間的推移而毒性變得越來越弱,以謀求和宿主共存的目的。
病毒表面凸起可黏住宿主細胞,圖源:GrahamCo
實際上,在傳播過程中,病毒的變化會有很多種可能,它可以變得更加緻命,也可以變得不太緻命......
那麼,病毒到底想怎麼樣呢?它們的傳播是否有規律呢?
病毒确實會變得更加緻命
這幾年“人界”的疫情已經讓我們體會到病毒的可怕,同時也幾乎吸引了我們所有的關注度,所以很多人可能還不知道,今年“禽界”也有一場史無前例大疫情。
圖源:Heidi Levi
從去年10月份開始,禽流感在全世界數十個國家爆發,大大小小家禽疫情事件被報道了至少有3000多起。
截止6月份就有超過7700萬隻家禽因感染禽流感被撲殺,另外至少還有40萬隻野生鳥類死于這波禽流感。
由于鳥類有遷徙行為,它們喜歡這裡飛飛那裡飛飛,所以“禽界”的疫情和我們一樣相當難以控制。
然而,這場“禽界”疫情的罪魁禍首是禽流感病毒H5N1毒株,這個病毒代号估計很多人都不會陌生,它最早是在1996年發現的,已經在世界範圍的“禽界”傳播20多年了,幾乎每隔一段時間就會有關于它的報道。
甲流病毒H5N1亞型,圖源:Cynthia
但是,今年這次的變異毒株被認為是史上最強的一次——這次禽流感被多家主流媒體評為史上最嚴重的禽類流感大流行。
很明顯,這種至少流行了26年的病毒絲毫沒有想過要和它們的宿主共存,相反它大有置宿主以死地的意思。
其實,在自然界病毒對宿主越來越不友好的案例很多,那些能夠和宿主和諧共存的才是罕見的。
然而,就像我們前面所說的,病毒是無法自己完成增殖的,甚至無法在宿主細胞外生存,病毒的緻命性和它們存在的可能性都有矛盾,為什麼病毒還會變得更緻命來殺死宿主呢?
病毒的目的也是複制自己
雖然病毒簡單到隻有幾個基因,但是不難發現,病毒和其它所有生命一樣存在的目的就是複制自己的基因——這是地球“基因載體”們(所有生命和病毒)最本質的需求。
在複制基因方面,任何基因載體都是一樣的,更多、更快地複制自己可以讓自己更具競争力,也就更不容易消失,因為這樣會突變出更多可以應對不同環境的後代。
如果病毒的目的隻是為了更多、更快地複制自己的基因的話,那麼其實它們是否選擇殺死宿主和它們是否選擇同宿主共存并不會有太多矛盾。
就拿禽流感病毒H5N1毒株來說,在這個特定的時刻,它更快地殺死宿主并不會影響它們的複制效率。
舉一個例子:如果現在禽流感病毒非常緻命,但是它是在一個充滿宿主的區域傳播,那麼它選擇更快殺死宿主完全不影響它複制自己,因為它很快就能找到新的宿主。
另外,大部分病毒也不是隻有一種宿主,他們可以感染許多類似的生物,在這種情況下,它們也可以完全不用管一部分宿主的生命。
我們人類現在許多的病毒性疾病都是如此,最典型的就是狂犬病病毒,對于人類而言狂犬病病毒百分百緻命。
但是數千年來,狂犬病病毒從來沒有考慮過人類宿主的生命,他們也沒有理由考慮和人類宿主共存,因為在野外它們還有許多動物宿主。
總之,病毒在傳播過程中會不停地變異,所有這些變異毒株中,隻有最适合當下的那種才能快速占據主導地位,而這種占據主導地位的毒株不一定是和宿主共存的那種,它隻會是當時(特定條件下)能夠最快、最多複制自己的那種。
最後
病毒的傳播其實也比想象的也要有趣許多,雖然所有病毒都不可能有大腦,但是它們會衡量如何傳播才對自己最有利。
在傳播過程中,它們永遠都不會把雞蛋放在一個籃子裡,它們會不停地跳躍到其它物種身上,以嘗試新的宿主;
還有一種最有趣的情況,病毒在感染和傳播過程中,它們可能會直接把自己的遺傳信息和宿主的遺傳信息融合,而宿主在得到病毒的基因後會擁有新的能力。
不知道你有沒有懷疑過,生物真的隻是靠基因突變就能演化出不同的物種嗎?
至少達爾文是這麼認為的。但答案明顯是不可能。
因為基因突變的效率太低了,從一個物種到另外一個物種僅通過基因突變的話,幾乎不可能,它隻會先滅絕(因為環境變化的速度可能比這個更快)。
其實,不同物種間基因組的融合在生物演化過程中扮演着更重要的角色,人類的基因組至少有8%來自古老的病毒,另外還有40%可能來自病毒,可以說病毒就生活在我們體内。
病毒的基因和宿主基因融合可能是病毒和宿主最完美的共存,但現在沒人知道這是不是所有病毒的最終歸宿。
有話要說...