挪威發現新冠病毒新變種?病毒到底是如何進化的?

2020-10-23 怪羅科普


肆虐全球的新冠至今仍在全球蔓延,儘管在我國已經得到了有效控制,但第二波疫情似乎正在全球範圍內悄悄捲土重來。

近日,有消息傳出,在挪威發現了新冠病毒的新變種。

據專家介紹,這種病毒是前所未見的,在現有的國際搜索庫中也並無相關記載。已有的證據表明,這種新變種有著更強的傳播能力。

當前全球疫情控制並不樂觀,這一新變種的發現又使其多了一份不確定性。

病毒何以會變異,我們又將如何認識這一物種?

既不是生物又不是非生物的存在

病毒的構成十分簡單,它只有一段遺傳物質和一個蛋白質保護殼,蛋白質保護殼包裹和保護遺傳物質。

這段遺傳物質可以是DNA,也可以是RNA,根據不同的病毒而有所不同。

病毒無法獨立生存,只能寄生在生物體的細胞中,利用它所寄生的細胞中的營養物質進行生長繁殖。

因為無法獨立表現出生命跡象,病毒並不能被歸為生物,而它又可以在寄生條件下進行生長繁殖,又不能說它是非生物。

所以,病毒是一種介於生物與非生物之間的存在。

病毒選擇宿主的門檻十分低:一是必須具有細胞結構。二是必須是活的。

換句話說,病毒可以感染所有具有細胞結構的生命體。

人類於1899年發現了第一個病毒——菸草花葉病毒,至今為止已經有5000多種類型的病毒得到鑑定。

電子顯微鏡下的菸草花葉病毒

我們知道細菌的體積是十分微小的,但病毒的體積更小,大概是細菌的千分之一,大多數病毒的直徑在10-300nm之間。

如此微小的體積,使得大部分病毒無法在光學顯微鏡下被觀察到,所以一般用電子顯微鏡來觀察研究病毒。

除了極小的體積之外,不同的病毒還具有不同的形狀,比如螺旋形,正十二面體形,包膜形以及更複雜的複合型。

大小形狀不一的病毒一生只做一件事:不斷地繁殖。

噬菌體結構

人類並不知道它從何而來

儘管人類對病毒已經有了很深刻的認識和了解,但關於病毒的起源目前並沒有一個明確的結論。

比較流行的關於病毒起源的理論主要有三種:逆向理論、細胞起源理論以及共進化理論。

逆向理論認為病毒最開始可能是寄生在大細胞裡的小細胞,依靠大細胞中的養分生存,久而久之,它們變得「懶散好吃」,維持生命的一些非必要結構開始「退化」以至消失。這種說法有點「用進廢退」的意味,所以這一理論又被稱為「退化理論。」

細胞起源理論比較有趣,它認為一些病毒是從較大生物體的基因中「逃離」出來的DNA或RNA進化而來的,這些「逃犯」很可能是細胞中的質粒(屬於DNA分子)或轉座子(屬於DNA片段),因為它們兩個是可以在細胞裡不受拘束自由穿梭的。

共進化理論是目前可信度比較高的中病毒起源理論。

它認為病毒可能是從蛋白質與核酸的複合物進化而來的,並且與細胞一起出現在遠古地球,依靠細胞生活至今。

這種理論的依據是科學家發現了「進化不徹底」或者是「進化路線不同」的「病毒」:比如即使沒有蛋白質衣殼但依舊可以進行自我複製的類病毒,它是一種RNA分子;不能自己生成蛋白質衣殼但可以利用B肝病毒衣殼的丁肝病毒;僅僅由蛋白質構成而不具備核酸卻仍然可以進行複製的朊病毒

其中,類病毒和朊病毒並不是真正意義上的病毒,它們可能處在病毒進化路線的中間環節。

雖然關於病毒起源於何時何地並無定論,但人類的普遍共識是它的確已經存在了相當久的時間了。

朊病毒

病毒「罪惡」的一生

上面說過,病毒的一生就是寄生在宿主細胞中不斷地繁殖的一生。那它本可以安安靜靜地「生孩子」,何以會引起人類的疾病呢?

科學研究表明,病毒導致人體疾病的機制可分為兩種:一種是病毒對宿主細胞的直接作用,一種是病毒感染的免疫病理作用。

如何理解這兩種致病機制呢?

簡單來說,一種是病毒直接傷害人體細胞;另一種則是人體免疫細胞驅趕病毒,而戰鬥往往很激烈。

兩種分子層面的「戰爭」導致了機體的不正常運作,人體從而表現出發病症狀。

免疫系統

其實,病毒也並非喜歡入侵喜歡戰鬥,它只是需要生存需要複製而已,它的一生就輾轉於尋找合適的宿主細胞之中。

病毒是會無限繁殖的,同時它也是容易變異的。

事實上,病毒的基因組在其複製過程中幾乎每時每刻都在發生著突變。

病毒複製中的自然突變率大概在10^-5~10^-8之間,咋一看我們會覺得這是一個極低的概率,但是一個病毒顆粒可能會增殖幾百萬次,基於如此龐大的基數,一個病毒就可以產生許多的變異體,而更多的病毒則會使變異體的數量更加龐大。

而且,一些物理或化學因素會提高病毒突變的機率,比如溫度,射線,亞硝酸鹽等。

雖然大多的基因突變是致死的,但仍然會有少量的變異體存活下來,而他們具有的特性也與父代大不相同,可能變得更加可怕了。

最後

病毒入侵並不是什麼罕見的事,而是自然界中很正常的生存本能,就像人類需要開拓新的居住地,需要進食有營養的食物。

然而,在強大的人類面前,病毒未必能達到它們的目的,反而會招致自身的滅絕,就像以前的天花病毒一樣。

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