徵服地球的病毒：除了毀滅，也參與創造了人類文明

2020年的春節，是在新冠狀病毒的陰影籠罩之下度過的，病毒這個在日常生活中少有提及的詞，最近頻繁出現在全國甚至全球新聞、網站、和人們的口中，現在聊天句句不離病毒、卻又人人談之色變。

在我們普通人眼裡，病毒是反人類的存在，他們是邪惡的，帶來疾病，他們更是惡毒的，帶來死亡。我們不明白為什麼會有這樣壞的東西存在，我們希望病毒能夠被消滅的乾乾淨淨，即便我們從未親眼見過他們。

冠狀病毒

然而真相是，我們和病毒打交道並不僅限於這一次新型冠狀病毒肺炎的疫情，人類生命的方方面面都與病毒有著千絲萬縷的關係，甚至可以說是密不可分。如果想要消滅所有病毒的話，那麼人類也將被消滅。

美國國家衛生研究院和國家研究資源中心曾開展了一個病毒星球計劃，其中有一本名為《病毒星球》的書，總結呈現了科學家對病毒所做的相關研究和發現。

這本書讓我對病毒這一個特殊的存在有了全新的認識，我才知道，在幾十億年的地球生命發展史上，病毒比人類留下了更為鮮明而深刻的足跡。與其說是人類稱霸地球，不如說是病毒稱霸地球。不僅如此，甚至連生命的產生，可能都始於病毒。

現在讓我們拋下偏見與恐懼，進入到微觀世界去真正的認識一下病毒。

一、病毒究竟是什麼？

由於病毒比細菌還要小很多，以至於幾千年來，人類都不知道病毒的存在。直到19世紀，病毒世界的大門才被科學家門打開，因此，即便是以我們目前發達的科學水平來看，我們對病毒還是知之甚少。

• 病毒是一種活性物質

1898年，一位荷蘭科學家馬丁努斯在染病的植株上，提取出來一些研磨液，這些研磨液中有一些物質能夠自我複製，是當時所有生物學家從未見過的生命形式，由此發現了病毒。這位科學家把它們稱為「有傳染性的活液」，後來就把這個活液裡面的神奇物質叫做病毒。

其實在中文裡，病毒這個詞是存在偏見的。雖然被病和毒來指代，但它本身只是一種存在的活性物質，並非本身帶有毒。

不過，因為我們最初對它的認識都建立在它會經常給人帶來生病的印象上，於是取了這樣的名字。也正是這樣的名字造成了我們的誤解，讓人忽略了病毒作為一種存在形式，並不都是有毒的、致病的。

• 病毒是打破生命體界限的存在

在剛剛發現病毒的時候，科學家們就吵翻了，有些人認為病毒僅僅是一些化學物質，但是又有些認為它是生物。

當時化學家斯坦利從菸草植株中提煉出了菸草花葉病毒， 並且用精細的過濾器過濾，得到了菸草花病毒的晶體。那是人類歷史上第1次用肉眼觀察到病毒，就像廚房裡的食鹽一樣，還能夠儲存很久。你想，我們不會把食鹽稱作生物吧？可是一旦把這些晶體溶進水裡時，不僅又變得不可見，同時，在顯微鏡下能看到它像活了一般，並且還能再次感染菸草。

那時，對生命體的一個衡量標準是能夠自主新陳代謝，病毒並不符合這個標準。可是，病毒能夠自我複製和繁殖這一點，卻又剛好像個生命體體。

要知道，我們所熟悉的細菌都是有自己的代謝功能的，所以細菌毫無疑問是生物。而病毒沒有這個功能，它們需要依附其他細胞的代謝，所以它與細菌最大的一個區別就在於細菌可以獨立生存，但病毒卻不可以。

基於病毒這樣兼顧非生物的特質和生物的繁殖特性，正如紐約時報所說：病毒的發現動搖了人們對生與死的區辯。

• 病毒的主要構成

今天我們知道，病毒的構成主要是是蛋白質，一般佔95%的比重，還有5%是核酸，也就是構成基因的物質。

對於基因物質，我們有個更為熟悉的簡稱——DNA，即脫氧核糖核酸，還有一些病毒的基因是RNA，即核糖核酸。簡單來說，病毒其實就是一個蛋白質的外殼裡包裹著幾個基因。

不論什麼形態，大多數病毒都是蛋白質外殼+遺傳物質

我們知道人體的細胞也是存在DNA的，但病毒比人類細胞的遺傳物質簡單得多得多。相比於人類近10萬的基因，絕大多數的病毒基因數只有幾個而已，遺傳信息非常少，因此個頭也都很小很小，甚至小到細菌百分之一的體量。

二、病毒為什麼會使人致病呢？

• 病毒必須寄生於宿主

前面說過病毒沒有辦法自主獨立生存，所以它需要通過寄生在宿主細胞裡才能夠延續生命。

當病毒遇到一個生物細胞的時候，就會把自己的基因和蛋白質注入到宿主細胞中，把這個宿主細胞就變成自己的新陳代謝的「代工廠」，於是獲得了不斷自我複製的條件。所以說，病毒的繁殖是通過劫持其他生命體的細胞來完成的。

病毒攻擊宿主細胞

我們感染病毒的本質，實際上就是病毒遇見了人類的某個細胞，然後將自己的基因注入到細胞內，我們的細胞「叛變」了，開始幫助病毒繁殖的過程。

• 瘋狂複製和繁殖

病毒最大的特點就是不斷自我複製、瘋狂繁殖，一粒小小的病毒，一天之內就能夠產出成千上萬個病毒。

所以，病毒之所以讓人類生病，並不是因為產生了有毒的物質讓人中毒，而是因為人體內正常的細胞被病毒佔據了。

• 病毒致病就是把細胞撐破的過程

簡單來說，假設現在有一個病毒，當它將自己的 DNA或RNA片段注入到宿主細胞內後，這個片段就會在細胞的裡面發出瘋狂繁殖的指令，於是細胞內的病毒會越來越多，一旦數量過大，就會把這個細胞撐破至死。而破體而出的大量病毒就會再去找新的細胞去寄生，然後再將基因注入到新的細胞內，不斷重複這個過程，就破壞了很多人體正常的細胞，由此造成了人體組織的崩潰。

顯微鏡下大量病毒破體而出

三、不是所有的病毒都會感染人類，也不是所有的病毒都會致病

很多時候我們以為，只要遇到了病毒，感染了就會生病就會死亡。但實際上，一個正常健康的人體內也存在著多種病毒，只不過這些病毒與人體相安無事、和平共處。

• 海量病毒無處不在

空氣中、各種物體的表面都存在病毒，只不過大多數時候處於「死亡」狀態，相當於沒有生命跡象的物質；只有在條件合適的時候，才會被激活。

科學家根據樣本推算，每升海水中竟含有多達1000億個病毒顆粒。如果我們把海洋中所有的病毒挨個排成一排，可以延長到4200萬光年之外！在僅僅一公斤的海洋沉積物中，就可能有一百萬種截然不同的病毒；而地球上人類已知的動物，也才大概有一百五十萬種。

病毒的數量之巨大、種類之繁多，遠遠超過人類想像！與病毒比起來，其他生物數量真的完全不值一提。

病毒這麼多，為什麼我們在海裡遊泳卻平安無事？因為病毒也是有選擇性的，能夠感染人類的病毒只是極少的一部分。病毒遍布各處，如果都能感染的話，人類這個物種早就不存在了。

• 引起感冒的鼻病毒

舉個例子，我們最常見的感冒，就是鼻病毒所引起的。

鼻病毒通過鼻涕擴散，擤鼻涕的手上蹭到門把手或其他地方，再借其他人的手進入身體。鼻病毒主要是入侵鼻腔內部、咽喉和肺部細胞，但我們感冒的症狀如鼻塞、咽喉疼痛等都不是由鼻病毒引起的！而是免疫系統對鼻病毒發起攻擊而造成的。

引起最常見感冒的鼻病毒

所以，鼻病毒的存在本身並不會造成不適，是免疫系統工作起來讓人產生感冒症狀，等消滅完了鼻病毒，停止了攻擊，症狀就消失了。

• 以前不會感染人類的病毒，為何如今又能感染人類？

病毒的感染是有選擇性的，它會尋找適合自己生存的環境。

但病毒有個特性別忘了，那就是繁殖特別快，幾分鐘就能夠產生很多代。同時，病毒攜帶的基因數量很少，不像人類的基因有糾正功能，因此在頻繁的複製中，病毒的基因會很容易突變，這些突變就會幫助它能適應新的環境。

我們都知道達爾文的自然選擇，物種會不斷的進化，適者生存。病毒也是如此，當病毒的環境發生改變，某些突變之後能生存下來的病毒，才可以繼續繁殖。

我們用類比的方式打個比方。假設這次肺炎病毒舉原本只能寄生於蝙蝠體內，並不會直接感染人類，但可能中間有某種動物感染了這種病毒，讓病毒產生了變異，病毒適應了這個動物的宿主環境，而這個動物的細胞環境可能與人類細胞也有部分相似，由此就變得能夠感染人類了。

四、病毒是如何幫助創造人類文明的？

• 病毒基因帶來生命多樣性

科學家為了研究病毒的演化史，在不同哺乳動物如人、牛、馬的身上找到相同的病毒，然後分析這些病毒的DNA序列。結果發現，畫出來的病毒演化樹與這些病毒宿主的演化樹完美融合，這說明了在距今1億年前的時候，病毒就感染了有胎盤類哺乳動物的共同祖先。

這是怎麼做到的呢？

因為某些病毒為了繁衍，有時候需要把自己的DNA片段加在宿主的DNA上。一般在破體而出後宿主細胞會死亡，但是偶爾兩者基因的結合會出錯，導致病毒無法複製，細胞不僅沒有死亡，反而帶著病毒的DNA活下去，於是代代相傳。

這些病毒的DNA對宿主不再有威脅，但經過數百萬年的演化，日積月累大量的入侵，造就了生命基因的多樣性。此時，再來看待病毒，就像是不同形狀的樂高塊，與不同的生物基因相遇，然後排列組合成豐富多樣的生命體。

以人類為例，我們每個人的DNA中有8%的基因來自於病毒，這意味著我們每個人都攜帶了近10萬個病毒的DNA片段！當然，我們不必擔心，因為這些入侵的病毒基因已經被剝奪了大量的DNA，只剩下幾個關鍵的基因能夠自我複製了，沒有壞處。

是不是很匪夷所思？我們哪裡想得到，病毒竟然也參與了人類的基因編輯。

• 人類能夠順利出生也是因為病毒

除了沒有壞處，有些病毒的基因對我們還有好處。

1999年，科學家發現了一種人類內源性逆轉錄病毒，它能夠合成一種叫合胞素的蛋白質，包括人類在內的許多胎盤類哺乳動物都有合胞素。實驗發現，如果刪除掉小白鼠的這個病毒基因，胚胎無法存活。是病毒蛋白讓胚胎能夠順利從母親血液中吸收營養，如果不是這種病毒給與了基因，人類是無法順利出生的。

原來病毒對我們的生存也有著功不可沒的作用。

• 病毒維持生態平衡、改造地球

氧氣是我們生存必需，而氧氣的誕生，病毒也起到了至關重要的作用。

地球上約一半的氧氣來自海洋中藻類的光合作用，其中一種發揮主要作用的藻類細菌的DNA中，有一種蛋白質編碼基因來自於病毒，科學家甚至還在海裡找到了攜帶光合作用基因的自由漂浮病毒。粗略估計，我們每呼吸十次，就有一口氧氣是病毒惠予的。

不僅在氣候中留下了印記，在數10億年生命演化的過程中，病毒還通過與各種微生物的互動，在各種物種基因之間來回穿梭，間接協同這些物種一起，改造了這個地球。

沒有病毒，就不會有如今的地球，也不會有我們，和各種生物。

• 病毒是細菌的敵人，也可以是我們的朋友

病毒能致病，也能治病。

1917年，一位加拿大醫生菲利克斯德雷勒發現了噬菌體病毒的存在。之所以命名為噬菌體，就是因為它感染的主要對象是細菌。

德雷勒把它用於細菌引起的疾病治療，竟然幫助人們治好了痢疾和霍亂，後來，在一次法國郵船的4名乘客感染黑死病後，又用噬菌體讓他們全部康復，這在當時引起了轟動。

噬菌體正在將遺傳物質注入細菌內

不過當抗生素被研究出來之後，大眾對噬菌體療法的狂熱就此冷卻。畢竟，相比於用活生生的病毒，人們還是更願意用更為安全的抗生素。可是，隨著細菌的抗藥性不斷增強，如今噬菌體的研究又發展起來，甚至還有用基因工程改造是噬菌體的技術，有針對性地殺滅細菌。

噬菌體病毒攻擊細菌

此外，噬菌體還影響著全球的海洋生態系統，這些噬菌體能夠對在一秒鐘內對微生物發起10萬億次的進攻，所以每天都能夠殺死海洋裡15~%40%的細菌。當霍亂爆發時，噬菌體跟著大肆繁殖，快速的殺死霍亂弧菌，由此制止了霍亂的爆發。

• 病毒帶來的醫療革命

疫苗之所以能產生，也是因為病毒。

人類感染一些無關緊要的病毒，是有好處的，能夠幫助刺激免疫系統，增強免疫反應，從而才能對抗更為險惡的環境。疫苗就是利用這個原理，相當於是用病毒的蛋白幫助人類抵抗病毒——真正的「師夷之長以制夷」。

五、人類與病毒的關係何去何從？

揭開病毒的面紗，我們發現它並不僅僅是微小的存在而已，它對這個星球的影響可謂翻天覆地。

病毒這個群體家族種類繁多，我們對他們的認識還太少太少。在與病毒的合作和抗爭中，人類取得過進步，也付出過更過慘痛的代價。

人類歷史上第1次徹底地戰勝病毒，是對天花病毒的殲滅。如今我們已經不需要接種天花病毒的疫苗，是因為自然界中已經不存在天花病毒的感染源了，最後一個樣本在一個實驗室。

天花病毒

但更多的時候。我們付出的是慘痛的生命代價，比如新發現的最為恐怖的病毒伊波拉，還有我們此次的新型冠狀病毒。

最為恐怖的伊波拉病毒

在病毒的世界裡，他們只是一群自我繁殖的物質，並不帶有主觀傷害意識。他們不知道，自己瘋狂的繁殖，在更大的層面上，傷害了人類，阻礙了人類的繁殖；也不知道，自己的活動對這個星球產生過如此廣泛而深遠的影響。

我們能人類能做的，就是尋找與他們相安無事的方法。從研究他們入手，從了解他們開始，也許未來我們能夠找到所有病毒的特性而研究發明出對抗病毒的有效方法。

但，作為人類，科學地研究它們，不等於隨意地挑戰它們。人類對其他生命存在的傲慢，會讓人類自己走向毀滅。

《鼠疫》中有一句話是這樣說的：人世間的罪惡，幾乎總是由愚昧無知造成的。

病毒無知，但是人類不可以無知。