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?
了解病毒
世界上最早發現病毒的人叫做伊萬諾夫斯基,他在研究菸草花葉病的時候,發現了病毒的存在,他將菸草花葉病的病原體命名為濾過性病毒。因為這項發現,他被稱之為病毒學之父。
一般,自然界中的生命分為動物、植物、真菌、細菌、病毒,這5大類。其中動物、植物、真菌和細菌都是由細胞構成的,而病毒則沒有細胞結構。以動物的細胞為例,動物的細胞結構主要包括細胞膜、細胞質和細胞核。
病毒和細菌都屬於微生物,個體很微小。細菌要在光學顯微鏡下才能看得到,而病毒需要在電子顯微鏡下才能看得到。
病毒沒有細胞結構,而細菌有細胞結構,就讓我們來對比一下吧。請看下圖:
生命體最重要的區別就在於遺傳物質不同。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。
病毒,按寄生對象的不同,可分為動物病毒、植物病毒、細菌病毒(又叫噬菌體)三大類;按遺傳物質的不同,又可分為DNA病毒和RNA病毒;按遺傳物結構的不同,又可分為單鏈型和雙鏈型。
此外,自然界中還存在一類比病毒結構還簡單的病毒,統稱為亞病毒。它們包括擬病毒、朊病毒、類病毒三大類。其中,朊病毒就是具有侵染性質的蛋白質,能夠使某些動物患病;類病毒、擬病毒與病毒相比,沒有蛋白質外殼,就是裸露的核酸長鏈;此外,擬病毒是寄生在病毒中的一種病毒,因為它的遺傳物質有缺陷,必須依靠別的病毒才能完成複製過程。
何為生命?
生命主要是由有機物構成的,至少在地球上是這樣的。有機物和無機物,有生命的物體和無生命的物體,關於生命的定義一直都存在爭議。
地球上的生命是由有機物構成的,而有機物的基礎又是碳,因此地球上的生命又叫做碳基生命。包括病毒在內的這些生命,它們是由幾十種化學元素組成的高度有序的結構。蛋白質是由胺基酸分子構成的,而遺傳物質則是由核苷酸分子構成的。
通常生命具有以下幾個主要特徵:
1,新陳代謝:生命體能夠與外界環境進行能量物質的交換,簡單來說就是攝取營養和排洩廢物。這是生命活動的動力。
2,生長繁殖:在新陳代謝的基礎上,生命體能夠發育成長,並繁衍後代。這能使生命保持延續。
3,遺傳變異:遺傳與變異相輔相成,遺傳和變異是生命演化的動力。
4,應激性:生命體能夠對外界刺激作出反應,人類的意識本質上也是應激性。
在這些特徵中,新陳代謝是最重要且最基礎的。新陳代謝過程中涉及到複雜的化學變化,並且這一過程具有一定的主動性。
上圖揭示了新陳代謝的過程。
病毒帶來的困惑
在所有生命體中,病毒顯得格格不入,不僅是因為它沒有細胞結構,更重要的,是病毒沒有新陳代謝功能。
因為沒有新陳代謝功能,病毒連最基本的繁殖都做不到。只有在活體細胞中,病毒才能夠利用細胞中的物質和能量進行生存繁衍。脫離了活體細胞,病毒便不再表現出任何生命活動跡象,完全是沒有生命特徵的有機物。對於病毒來說,破壞其化學結構,就能「殺死」它。並且,病毒「活」著的唯一目標,就是不斷的繁殖,沒有任何應激反應。病毒的生存方式是被動的,它不能主動入侵,也沒有能力主動入侵,完全就是靠天吃飯。
病毒的結構還不算簡單,特別是亞病毒的發現,讓人類對「病毒屬於生命」這一觀點發生了動搖。如果具有侵染性質的蛋白質分子和核酸長鏈也能算作生命,那意味著,未來人類用納米技術製造的具有自我複製功能的納米機器人,也能算作生命。
如圖所示,一個微型機器人正在清理血管。
關於病毒的起源,科學家們至今也沒有完全弄明白。病毒的生存依賴細胞,只有在活體細胞中才能表現出一些生命特徵。因此科學家們認為,病毒很難獨立形成,很有可能是生命演化過程中的產物。
正是因為病毒的這些特性,讓人們產生了困惑,病毒究竟屬於生命體還是非生命體?
結語
生命的演化過程是隨機的,在地球30多億年的生命演化史中出現病毒這種結構也並不奇怪。不管是人類,還是病毒,都是由化學物質構成的高度有序的結構,只是複雜程度存在天壤之別。病毒的結構還是太簡單了,達不到完整生命體的標準。病毒就是介於非生命體和生命體之間的這麼一種事物。
病毒不具備生命所具備的主要特徵,因此認為「病毒不是生命」並沒有問題。我們可以認為,病毒是一種具有生命結構的複雜化學物質。除了病毒,人工智慧也將會對「生命的定義」產生更大的衝擊。