世界上最簡單的生物,卻成「終極贏家」?病毒的「極簡主義」生存之道

2021-01-19 騰訊醫典
老子在《道德經》中表達了「少則得,多則惑」的極簡主義觀點。極簡主義,就像其代表性觀點「less is more」一樣,是一種極力追求簡約化的生活態度,也被引申為不再注重外在,只注重自我內心平和與舒適的處事原則,聽起來更像是一種對自我的認知探索。世界上有很多奉行極簡主義的人,他們用「斷舍離」的方式拋棄繁雜、拋棄慾念,信守他們自己的「道」,享受著他們自己簡單、空靈的世界。世界上有一種生命形態,與所有其他生命都不同。他們沒有複雜的結構,沒有細緻的功能,沒有強大的欲望;因偶然而生,不去激烈鬥爭,卻活成了終極贏家。就是這樣一種生命形態,自遠古一直延續至今,雖然有時會異軍突起成為世界舞臺的焦點,但大多數時候,則是安靜的待在自己的角落,冷眼看著時間流過。

這種生命形態,就是病毒

病毒這種生物,從它出現開始,就沒有把「為自己獲取利益」作為初衷。一切始於偶然。遠古時代,世界上誕生的第一個病毒,可能源自細胞內的DNA突變,也就是DNA的複製差錯。那是幾十億年前的一個夜晚(也可能是中午,不要在意這些細節),某個地方的某個始祖級的細胞正在準備自我複製。這個始祖級的細胞,很可能是一個遠古細菌,這個細菌的DNA在複製的過程中,某個片段發生了一次偶然地、極小概率地突變。這個DNA小片段因為這次突變,而剛好擁有了將自己從遠古細菌DNA鏈條上剪下來的能力,而這條被剪下來的DNA片段,還剛好能夠進行自我複製。「剛好」與「剛好」的完美結合,只能用「緣分」來解釋(否則就只能去相信智慧設計論了,該論點認為「地球生命起源於高等智慧的設計創造」)。生命的偉大之處之一,在於其無限的可能性,一切偶然也就都成為了必然。這一小片剪下來的DNA片段中,可能正好有一些能夠合成蛋白質的信息。在漫長的歲月中,這些小片段隨著遠古細菌的自我複製而得到延續,得以生存在所有的子代細菌中,並在細菌中不斷地複製與突變。隨著時間不斷積累的偶然性,讓這些DNA片段合成的蛋白質,最終正好演化成能夠包裹DNA片段的外殼,上面還有一些特殊的蛋白質,正好能夠粘附並打開細胞膜。「正好」與「正好」的完美結合,也只能用「緣分」來解釋(否則又只能去相信智慧設計論了)。

生命的偉大之處之二,在於其跨越時間的延續性,在時間面前,一切小概率事件都遲早會發生。

擁有了蛋白質外殼保護,又擁有了進出細胞的能力,就算身處的細胞死亡,這些小東西也可以在環境中擴散,尋找與其它細胞接觸並進入的機會。找到了新的細胞(也就是「宿主」,就像它的旅館),它就能把自己的那一小片DNA注入細胞內部,繼續複製、並繼續製造外殼。等到新的細胞無論是被耗竭資源而死,亦或自然死亡破裂,這些小東西又能繼續向環境中釋放大量自己的複本。周而復始。

這些小東西的行為方式很簡單,尋找並接觸宿主-進入宿主-自我複製-離開宿主。他們眼中只有一個小目標,自我延續。簡單純粹。

病毒的行為方式:尋找並接觸宿主-進入宿主-自我複製-離開宿主

從大約38億年前,地球出現單細胞生物至今,如此漫長的時間裡,所有生命的身邊都伴隨著病毒的身影。這些小東西現在依然活躍在地球上,而且數量已然超過了所有其它生命形式的總和。

因其無私而成其私。不帶慾念,用最簡單的方法做最該做的事,這也許是病毒的「成」之道。

病毒在極簡主義的路上走到了極致,它除了自我延續之外,捨棄了全部的慾念,以至於作為生物本身的大部分特徵都一併捨棄了。不過僅剩的一些東西,病毒卻也把它用到了極致。病毒把自己的身家性命,全部寄托在了別的生命體——宿主身上。他們在宿主體內混吃混住,過著不勞而獲的日子。獲取能量的器官?不需要的。防禦和逃跑能力?不考慮了。就連自我繁殖,都是藉助宿主細胞裡的現成工具和素材來完成。而一旦離開宿主呢?病毒的終極極簡主義,讓病毒在離開宿主之後,連自己是個生命的名號都保不住了。在宿主之外,病毒不從外界獲取能量,自身也不消耗能量,做到了完美的能量守恆,進出都為「0」;它不吃、不喝、不拉、不撒、不動、不繁殖,做到了完美的靜止與沉默,整個世界與它無關;它會混跡在灰塵之中隨風飄散,或是在一個安靜的角落淡看歲月靜好。2013年,法國艾克斯馬賽大學的兩位微生物學教授得到了來自俄羅斯極寒之地西伯利亞的凍土樣本,這份樣本來自地表30米深的永久凍土層。

兩人使用高解析度顯微鏡分析凍土樣本後,發現了凍土層中的一種病毒:闊口罐病毒(Pithovirus sibericum)。這是一種非常古老的巨型病毒,已經在凍土層中待了超過3萬年。讓兩位科學家非常激動的是,他們發現的病毒,還是活的。

首先,他們把自己的生物學特徵全部記錄儲存在DNA分子中,需要繁殖的時候,自己保留好自己那份,然後複製一份DNA分子用來產生後代。之後,每一個子代生物,也都利用這一份父代DNA分子所攜帶的信息,轉錄出對應的RNA分子,再以這個RNA分子的信息來製造跟父代一樣的蛋白質,正式形成子代生物。於是……奉行極簡主義的病毒,乾脆從頭到尾全部捨棄!病毒中,確實有一些是使用DNA來記錄遺傳信息的,比如B肝病毒。不過B肝病毒的DNA中,只包含4個基因。相比之下,人類的DNA中記載了超過2萬個基因,即便是在大腸桿菌的DNA中,也記載了超過4千個基因。不過千萬不要小看了B肝病毒那區區4個基因。它在接觸宿主——肝細胞後,會進入肝細胞,把自己這隻有4個基因的DNA片段,嵌入到肝細胞的DNA中。肝細胞是個名副其實的化工廠,每天都在生產大量的各種蛋白質,生產蛋白質的圖紙,就是DNA,於是,B肝病毒就利用把自己的圖紙混入圖紙堆裡的策略,讓肝細胞替自己大量生產4種所需的特殊蛋白質——蛋白質P、X、C、S。雖然手頭只有4種蛋白質,但對B肝病毒來說,已經足夠了。P和X蛋白負責複製B肝病毒的DNA片段,C和S蛋白負責構成B肝病毒的蛋白質外殼。有了DNA片段,有了外殼,一個新的B肝病毒就組裝完畢了。還有大量的病毒,連用DNA分子紀錄遺傳信息都捨棄了——它們把遺傳信息記錄在各種各樣的分子上,比如單鏈DNA、雙鏈RNA、正單鏈RNA、負單鏈RNA,都可能是紀錄著病毒遺傳信息的遺傳物質。

病毒捨棄了所有以「DNA→RNA→蛋白質」為核心的繁衍法則,也捨棄了獨立完成繁衍的能力。然而,「有」與「無」之間,病毒把握住了該把握的,捨棄了能捨棄的,這讓病毒最終能夠繼續長久延續下去。

病毒自誕生之日,似乎就懂得遵循自然之理,順應趨勢,不做不必要的殺伐和爭鬥,一心只求自身延續。

病毒在剛剛接觸新的宿主,或經歷一次大的變異變成新品種後,致病力和致死力都非常強,但隨著時間推移,病毒會隨著變異而逐漸消除「戾氣」,逐漸變得溫和,以便能夠和宿主長期共存。澳大利亞作為一個孤懸大洋的島嶼國家,原本國內是沒有兔子的。因為英國移民農場主想狩獵野兔取樂,於是從歐洲引進了24隻兔子。結果,到20世紀初,這24隻可愛的兔子因為當地沒有天敵等原因,已經繁殖到突破100億隻了。大量耕地被兔子大軍毀壞,激起了人們對這些兔子極深的敵意,在獵捕、毒殺無法控制的時候,人們想到了病毒……1950年,人們在澳大利亞墨累達令河盆地將一種病毒——粘液瘤病毒釋放到蚊子身上,這些蚊子很快將病毒傳染給兔子。這是一種對兔子而言極為致命的病毒,致死率達到99.8%。1952年統計,粘液瘤病毒殺死了整個澳大利亞80%~95%的野兔,把兔群數量控制在了人們可接受的較低水平。不過,病毒卻在之後發生了變異,對野兔的致死率直線下降,在1952年統計時,人們就發現粘液瘤病毒對兔子的致死率下降到了90%,隨後短短6年內,致死率更是不斷下降,最終降低到25%左右,野兔數量很快又恢復了。現在,粘液瘤病毒對澳大利亞的野兔已經構不成威脅,人們不得不尋找新的方式來降低野兔數量。1918年開始的西班牙流感病毒也是如此,在初期,患者從感染到發病僅需3小時,從發病到重症死亡只需要10幾個小時,保守估計西班牙流感在全球幹掉了至少3000萬人。而到了1933年,當科學家從當年保存的標本中提取出病毒後,發現其致病力已經大幅度下降,甚至比普通感冒病毒還溫和,只會讓人產生輕微的症狀。為了能夠自身延續,病毒似乎演化出降低毒性,與宿主長期共存的特性。這難道是病毒城府極深的「策略」嗎?其實,病毒何曾有過智力,又何曾學習過博弈論擁有什麼策略呢?演化是隨機的,擁有朝各個方向同時前進的機會,但最終留存下來的,是前進得最遠的那一個方向。病毒也是如此,在感染宿主的過程中,只有那些降低毒力,能夠與宿主共存更久的演化分支,才能得到更長久的繁殖周期,也能得到更多更廣泛的傳播機會(太過激烈的病毒還沒來得及傳播,就會隨宿主的死去而於宿主同歸於盡了)。病毒沒有策略,沒有城府,一切順其自然,只是自顧自地生存和繁衍。恰恰是因為其沒有目的,不去爭鬥,才讓病毒在各個演化方向上都能夠進行隨機嘗試,從而獲得了更多的延續自身的機會。也許擁有無限的機會和可能性,就是生命的終極形態吧。

這也許就是病毒的生存之「道」,用心體悟的人,也自然能從中得到啟示。

【主創團隊】

作者:陳錚

編輯:陳錚、王鳳靈

排版:周舟

運營:吳家翔

統籌:張寧

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