病毒是生命嗎?也許不該這麼問

2020-11-26 騰訊網

生命界線

病毒是生命中無法逃避的一部分，尤其是在一場全球病毒大流行中，更是如此。然而，如果你問科學家，「病毒是否是生命？」你會得到非常複雜的回答。究其原因，是因為我們並不完全了解病毒，且我們仍在試圖理解生命。

生物的一些特性是病毒所不具備的，例如細胞結構、新陳代謝（發生在細胞內的化學反應）和內穩態（保持一個穩定的內部環境），這讓病毒有別於我們目前所定義的生命。然而另一方面，病毒又有著一些與生命相同的特性，例如它們會進化，可以通過感染宿主細胞，用相同的細胞機制進行增殖。

許多病毒可以切斷被感染細胞的DNA，將它們與自己的遺傳物質纏繞在一起。這樣一來，當細胞分裂時，它們就會與宿主的DNA一起複製，這一過程被稱為溶源現象。與之相比，病毒還有一種更具破壞性的裂解性策略，它會導致病毒在細胞內大量繁殖，致使細胞破裂，從而擴散開來感染其他細胞。

病毒和被其感染的生物體之間存在著無法否認的遺傳聯繫和生理聯繫。而在較晚時期才被發現的巨型病毒，進一步模糊了病毒與生物體之間的界線。這些病毒可以像細菌一樣擁有許多基因，其中一些基因可以編碼在過去被認為只有細胞生物才有的功能。

這是巨型病毒的一個例子，這種名為Tupanviruses的巨型病毒於2018年被發現，其大小一般超過一微米長，且還具有一套相當完整的翻譯相關的基因，其中包括能確定遺傳密碼特異性的所有20種酶的基因。| 圖片來源：MICROSCOPY CENTER OF THE FEDERAL UNIVERSITY OF MINAS GERAIS

這些新的信息會帶來更多困惑，還是能幫助我們釐清事實？我們能否終有機會解答病毒是否是生命這個問題？如果我們正確地對待這個難題，可能就會發現這是一個錯誤的問題。它涉及到我們是該把「生命」想像成一個用來分類的盒子，將所有發現的東西都歸於這個盒子內外；還是該將生命視作一種更神秘的東西。

宇宙遐想

現在，讓我們拋開一些細節，開始一個思想實驗。

我們知道，億萬恆星散布在宇宙各處，它們聚集成星系，其中許多擁有圍繞它們旋轉的行星；其中的一些行星擁有繞其運行的衛星。現在，想像這樣一個場景，一些衛星和行星上散步著不同的生命形式，雖然這在任何一個星系中都不算常見，但在浩瀚的宇宙中卻不計其數。

這時，一個「星系際科學家團隊」已經花了幾個世紀的時間，鍥而不捨地研究不同形式的生命及其獨特的特性，以及更重要的是研究不同生命形式的共同之處。它們可能都是以某種類型的分子為基礎的，或者它們可能共享某一個標準過程，如達爾文進化。

為何「生命是否有共同特徵」是個如此重要的問題？因為它的存在與否可以表明生命究竟是偶然發生的，還是是宇宙中湧現出的一種屬性。這些外星科學家或許會得出這樣的結論：與其說生命是偶然事件，不如說是普遍規律。

假如我們在另一顆星球上遇到生命，能認出它們嗎？| 圖片來源：flflflflfl/Pixabay

然而，這種說法卻並不一定是對的。哲學教授Carol Cleland出版過幾本關於自然和生命起源的書籍，她就認為，生命可能不是「自然類」，這意味著生命的意義是由人定義的，而不是獨立於人類判定之外的。這就像是不將蝙蝠與哺乳動物歸為一類，而將它們與鳥類歸為一類，只因它們都有飛行能力。這樣的分類讓飛行凌駕於進化史之上，但地球上的生命形式之間最自然的關係應該是由進化來反映的。

Cleland懷疑，生命只是一個人造概念。關於這一點，她有可能是對的。而如果真的是這樣的話，那是否意味著假如一個遙遠星球上有著與地球生命截然不同的生命形式存在，那麼即使我們遇到了它們，也不能將其分辨出來？這種情況想又該怎麼辦？它們還能被稱為「生命」嗎？

回到地球

從現實來看，我們還沒有在別的星球上發現生命。雖然我們已經進行了火星任務，並且在近年還探測過土星的土衛二，以及木星的木衛二。這些衛星被認為有著與海洋底部類似的活躍的熱泉噴口，能夠噴出被地熱加熱過的水。有一種假說認為，地球上的生命就是起源於海底的這些充滿活力、化學物質豐富的熱泉噴口附近的。

地球海底的一處熱泉噴口，白色的煙霧是噴射出的富含鋇、鈣、矽和二氧化碳的液體。| 圖片來源：Wikipedia

現代科學普遍接受這樣一種說法，即地球上的所有生命都起源於一個共同祖先，這個祖先在地球上還沒有氧氣，甚至還沒有大陸的時候就已經存在。關於這個祖先，我們不知道任何細節，但它被假設為是一個原始細胞，包含可用於複製的遺傳物質和表達蛋白質的基本機制。

在這種假設下，另一個問題便是在這一共同祖先之前，病毒就存在嗎？還是說病毒起源於某些早期進化出的生命形式？不確定性總是伴隨著我們對這類早期事件的探索，科學家可以推測出許多有意思、有啟發性的場景，但這些推測有可能都是錯誤的。

未來的生物學會揭示什麼新的訊息呢？生命樹是許多研究人員用於描述地球生命進化史的模型。或許有一天，我們會出乎意料地從這棵樹的分支之中發現病毒。對此，我們必須做的是要保持開放的心態，並牢記模型本身是會隨著我們對現實的理解的增加而變化的。

所以，病毒是生命嗎？也許這不是我們該問的問題。我們不了解生命，只知道病毒是與細胞生命密切相關的進化實體。

而每當我們對自己的觀點和定義過於自信時，就可以想想假想中的存在於遙遠星系中的星球上的生命形式，因為那樣的存在或許能會改變我們所認定的一切。

或許有一天，我們真的能有幸遇到它們。

撰文：Hugh Harris（科克大學微生物與生物信息學研究員）

封面圖來源：TheDigitalArtist / Pixabay

相關焦點

  • 我們不夠了解生命,病毒是生命麼?也許是生命的開端
    病毒是生命嗎？任何過於自信的觀點都可能不對如果你問科學家「病毒是否是生命？」你會得到不統一的而且非常複雜的回答。究其原因，是因為我們並不完全了解病毒，且我們仍在試圖理解生命。也許病毒是生命的開端我們可以把我們能夠理解的原始生命（就是有細胞結構的生命）再往前推一下：有這麼一種東西或者複雜有機分子，在完成一次自發化學反應（能量來源：基本力，強力弱力電磁力引力）後能夠留下自己的複製品作為一種產物的有機分子，也就是A+B→C+A的這種東西（B就是後來我們說的食物吧，或者陽光空氣和營養物質……關鍵在於反應產物都是完整的A，這其實算鏈式反應）
  • 病毒到底是不是生物體?有沒有生命?
    多年前，有個小朋友從免疫的角度問我病毒是否算得上生命，他是這麼問的：「有人說病毒是沒有生命的。細胞是有生命的，那麼一個有生命的細胞為什麼不能有效制止正對傷害它的病毒呢？例如像愛滋病毒，B肝病毒等。」在他看來，生命是更加高級的，如果一個無生命體能對有生命體進行壓制，那麼無生命體顯然更加高級。人體細胞能抵禦病毒的入侵，我們的免疫系統就執行這項任務。當然並不是所有的病毒我們的免疫系統都能抵禦得了(如體內沒有相應抗體)，所以我們會感染病毒，甚至會因此得病。
  • 病毒算是生命嗎?
    病毒是不是生命，這要看病毒處在什麼狀態，如果病毒在外界，那麼它只是一個由DNA或者是RNA以及蛋白質外殼組成的化學物質，如果病毒在宿主細胞中，病毒就會利用宿主細胞的能量進行自我複製，產生第二代病毒，此時病毒可以看成是一種非細胞的生命形態。
  • 病毒是生命嗎?
    ，但是病毒卻無法獨立生存，但是病毒和別的生命也有著很大的差別，那麼病毒到底是不是生命呢？下面大家就一起來來了解一下吧　　病毒是生命嗎？病毒是一種非細胞生命形態，只有一個核酸長鏈以及一個蛋白質外殼，沒有代謝機構以及酶系統，一旦病毒離開了宿主細胞，便失去了生命活動以及無法自我繁殖，成為一種化學物質。生命是一個很難下定義的現象，病毒能不能看作生命要看從哪個方向去看待，關於生命的定義大概有5個方向。
  • 病毒存在的意義是什麼,它算是生命嗎?
    咱們知道地球和生物的歷史主要是通過化石，但是面對病毒的進化史，咱們就遇到了難題了。病毒的體積非常微小，必須藉助電子顯微鏡放大數萬倍或數十萬倍才能觀察。就拿近期流行的新型冠狀病毒舉例，它的尺寸也只有幾十納米。所以這麼小很難在化石上留下痕跡。那麼它是怎麼產生的呢？它算不算生命呢？
  • 為什麼說病毒既無生命又有生命?
    最近英國新冠病毒發生變異的事情，又震驚了很多人，病毒究竟是一種什麼樣的存在？為什麼說病毒既無生物又有生命？為什麼病毒會不斷地變異，就像動物的進化一樣呢？人類又該如何打敗病毒呢？病毒實際上是一種非細胞形態的有機體，它從大小上來看比細菌還小，而且它無法作為單獨的生命形態進行各項的生命活動，並不是獨立的生物體。所以從這個層面上出發， 病毒是沒有生命的。病毒是有生命的雖然說病毒無法獨立地進行生命活動，而且也不具有完整的細胞結構，只含有核酸，但是病毒卻可以說是具有生命特質的。
  • 病毒是什麼?病毒是否具有生命?
    病毒這個詞經常出現在我們的日常生活中，所以大家一定不陌生。但要問病毒是什麼？病毒是否具有生命？相信很多人都答不上來，其實不只是我們，科學家也很難準確地回答這些問題。因為隨著人類對生物研究的不斷深入，科學家總能發現一些例外和一些無法解釋的現象。
  • 疫情當下,孩子們了解生命的意義了嗎?
    中國數萬人感染了病毒，千餘人結束了寶貴的生命。看著這麼多因感染失去生命的無辜公民，看著那些為救治患者犧牲的醫務工作者，在這特殊時期，家長該如何利用這樣一個時機讓孩子們了解生命的意義呢？認知生命，打破未知，消除恐懼。
  • 神奇的生命之地球之外還有生命嗎
    三、 宇宙中地球之外真的有生命嗎？火星上有生命嗎？我認為沒有。 四、 如果宇宙中真的有生命，甚至比我們人類更高級的生命，為什麼他們從不侵犯地球？或者說從不光臨地球？ 也許你會說，他們都是君子，愛惜生命，是好生命好生物，所以不來打擾地球，怕驚嚇了人類。
  • 神奇的生命之地球之外還有生命嗎
    三、 宇宙中地球之外真的有生命嗎？火星上有生命嗎？我認為沒有。 四、 如果宇宙中真的有生命，甚至比我們人類更高級的生命，為什麼他們從不侵犯地球？或者說從不光臨地球？也許你會說，他們都是君子，愛惜生命，是好生命好生物，所以不來打擾地球，怕驚嚇了人類。
  • ...病毒?臺「衛福部長」奇葩言論遭諷:不奇怪,畢竟都可用愛發電了
    《聯合報》27日發表評論稱，世界各國搶購疫苗，臺灣也與疫苗全球取得機制（COVAX）籤約購買，但陳時中說我們不買大陸制疫苗，使得我們目前只剩兩支沒有冷鏈問題的歐美疫苗可以選擇，能不能買得到還是未知數，但陳時中卻說臺灣人靠氣質可以打敗病毒，套句『藍委』林為洲昨天的話「『部長』會不會講得太OVER了？」。
  • 中科院武漢病毒所研究員石正麗答《科學》雜誌31問
    迄今沒有附近居民被冠狀病毒感染，所謂礦區附近居住的感染者「零號病人」前往武漢的說法不成立。問：在武漢市華南海鮮市場發生了早期聚集性疫情，這讓很多人傾向於該市場內某個動物將冠狀病毒傳染給人群的看法。越來越多的證據表明早期的新冠病毒病例與華南海鮮市場無關，您覺得該市場在新冠病毒傳播中扮演了什麼角色？
  • 病毒是生命嗎?Nature:讓生命界限更加模糊
    來源：環球科學圖片來源：UC San Diego Health病毒究竟是不是生命？直到現在，這個問題仍然令科學家犯愁。目前的主流觀點是，病毒是非生命單位或者介於生命與非生命之間的形式。病毒是不是生命？這個問題的答案非常複雜。目前，科學界對於這個問題仍然存在爭議，但大部分人都將病毒列為了非生命單位，而生命則包括了細胞組成的個體、原核生物以及古細菌。但其實，病毒在科學史上經歷了多次定義的變更，從生命到類生命，再到生化分子，然後是介於化學物質和生命之間的形式。
  • 輪狀病毒的「愛情攻略」
    「問世間情為何物，直教人生死相許」 擁有一段完美的「愛情」是我一生的夢想 我的情感生活多姿多彩 我比較鍾意嬰幼兒以及免疫力低下者 我就是大名鼎鼎的---輪狀病毒
  • 氣候變暖，凍土解凍將有可能釋放古代病毒，人類該何去何從
    「病毒」這兩個字一出現，我們就會聯想到各種不好的東西。病毒代表是各種麻煩，生活中的未知病毒，總是伴隨著極大的危險性，而今天也是講述關於病毒的事情。你知道嗎？其實冰川中也含有病毒，而且它的傳播並不弱，科學家也是多次表明它的危險性。
  • 北京3天建成全球最大單體核酸檢測實驗室,總指揮:也許新冠會和人類...
    「我們不能看輕任何一個物種」問：您從事基因組學研究有10多年。人類和新冠病毒都是由鹼基組成的，現在這個小小的病毒對人類竟然造成如此大的影響，您說生命微妙不微妙？答：這是個非常好的問題。地球的年齡已有約46億年，從化石證據看，生命起源於30多億年前。
  • 【生物物理】為什麼病毒被認為是非生命的?
    儘管它們具有潛在殺傷力，但這些致病的病原體實際上被認為是非生命的，與你現在正盯著的手機屏幕一樣，沒有生命。但這怎麼可能？像病毒這種能迅速傳播、大量複製且感染其他生物的邪惡物種，居然不能被視作為生物？要回答這個問題並不簡單，其實自1898年病毒被命名以來，關於病毒究竟是不是生命體這一問題就一直爭議不斷。最大的爭論點在於「生物」是的定義。
  • 是生命又不是生命，病毒的起源你知道嗎？三大理論傾力加盟
    對於我們的世界做個簡單的劃分話，就是生命與非生命。但是，有些東西就是喜歡腳踏兩條船，比如病毒，左邊一腳，右邊一腳，仿佛這樣才能顯得他的特殊性。作為生命來說，病毒需要依靠宿主才能存活；作為非生命，病毒又具有遺傳物質和蛋白質，且能繁衍。
  • 病毒是生命嗎?生命與非生命的界限是什麼?解讀《自然》新文
    #科學了不起#病毒到底是不是生命病毒身上的確有一些生命的特徵，比方說，它有遺傳物質（DNA/RNA），也有蛋白質。然而，病毒又跟其它所有的生物都不一樣，它沒有獨立生存的能力，必須寄生於其它生物的細胞中，才能開展生命活動。主流的科學家區分生命體和非生命體的界限在於，是否擁有核糖體和遺傳信息翻譯能力。根據這一標準，科學家把地球上的生物分為三個域：細菌域、古菌域、真核域。
  • 為什麼有觀點認為「病毒不是生命」？
    病毒，看不見，摸不著，卻能使我們生病。HIV病毒、冠狀病毒、天花病毒等，這些都是與人類密切相關的病毒。通常認為病毒屬於一種生命，可為什麼有觀點認為病毒不是生命？這個觀點正確嗎？細菌的遺傳物質中包含DNA和RNA，而病毒的遺傳物質中僅包含其中一項。病毒的遺傳物質外包裹著蛋白質外殼，沒錯，就是這麼簡單的結構。病毒耐寒不耐熱，對抗生素不敏感，但是對幹擾素很敏感。病毒只能存活於活體細胞中，並利用細胞中的物質進行自我複製，脫離了活體細胞，病毒就什麼也幹不了。