病毒,个头小到要用纳米来表示,肉眼根本看不见,却对人类纠缠不放。
它们与人类到底有什么世仇?
生命
要说历史,病毒可是“老前辈”,在还没有人类的时候,就有了它们的蛛丝马迹。这是有依据的。
为此,先要理一理与生命有关的事儿。
细胞
有一句你听得耳朵出茧子的话:一切动物和植物都是由细胞构成的。所以,生命最基本的结构就是细胞,连细菌都是由细胞构成的。
一切生物的生命活动,都是在细胞内或在细胞参与下完成的。
单细胞生物,比如细菌,它单个细胞就能完成各种生命活动。
多细胞生物,比如人,生命活动很复杂,要靠不同结构、功能的细胞们密切合作来共同完成。就说红细胞吧,它那两面凹陷的圆饼模样,有利于与氧气充分接触,所以它的重要功能之一就是运输氧气。
动物细胞,最外层裹着细胞膜;植物细胞,在细胞膜外还有细胞壁。
我们要解开病毒与人纠葛之谜,最主要的就是关注动物细胞。
生命活动
生命活动包括新陈代谢,比如:吸收营养补充能量,排泄废物;生长、发育和繁殖;还有遗传,等等。
DNA RNA 蛋白质
DNA你也如雷贯耳吧?为了让你长得像爸爸妈妈,甚至是更加久远的老祖宗,在细胞里,DNA运用了复制、转录、翻译等方式,把遗传信息传递给蛋白质。不同的DNA产生不同的蛋白质,不同的蛋白质构成不同的生物体。猫的蛋白质不会构成狗。
在这个过程中有个重要角色——RNA,因为它比较低调,没有成为网红,可它却是遗传工作中不可缺少的一员。
蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。
病毒
病毒没有细胞,只有一段DNA或者RNA,包裹着蛋白质外壳。它的DNA或者RNA有遗传功能。
还有一种朊病毒,“朊”就是蛋白质。朊病毒就是蛋白质病毒,因为它既没有DNA也没有RNA,它的复制、传播就靠蛋白质。导致英国爆发疯牛病的病毒,就是朊病毒。
怎么知道病毒是“老前辈”呢?
人类不断挖掘地球上曾经发生的事,从30多亿年前的化石上,发现了与如今细菌非常相似的微生物;还有的将2.5亿年前的休眠状态细菌复活了。
至于病毒,比人类历史早的目前还没有发现,倒是发现人类的DNA里,约有8%来自古老的病毒,这是人类从远古的祖先那儿继承的。不知远古祖先与病毒进行了怎样的殊死搏斗,才签下这份甲方允许乙方居住、不准祸乱、可接受善意贡献的和解协议,期限不明。协议生效时,人类还没诞生呢。
人们就推测:生命是逐渐进化的,病毒有DNA或者RNA,但是还没有形成细胞,那它该是细菌的前辈。
还有一种说法是,病毒是在很久以前从细胞中脱离出来的。真想知道它们与细胞里其他小主起了什么冲突。
不管怎么说,病毒的出现都早于人类。
宿主
生命活动最必要的条件,就是要有细胞。病毒也要传宗接代呀,如果没有细胞结构,没有新陈代谢系统,就无法繁殖。所以它要找宿主,也就是能提供给它生存、传代的环境。
病毒结构简单,所以蛋白质外壳的任务就多了些,一来用包裹的方式保护DNA或者RNA,二来还负责找宿主:它的表面必须能依附上宿主的细胞膜,这有点儿像钥匙找对了锁。比如,艾滋病病毒的宿主主要是T细胞,SARS病毒的宿主主要是肺部组织细胞。
所以,病毒也要“撞大运”。依附上了,它就利用细胞的新陈代谢系统吃吃喝喝,用自己的遗传信息复制出更多病毒,让细胞变成病毒生产基地,然后释放这些病毒后代去感染别的细胞。
对于多细胞生物,从小的方面来说,宿主是细胞,从大的方面来说,宿主就是那些多细胞的生物,所以会有蝙蝠宿主、禽类宿主等说法。
有些病毒待在一个宿主那儿不安分,要找另一个宿主,然后去变异、传播给第三个宿主,这第二个宿主就叫“中间宿主”。果子狸、穿山甲等就是蝙蝠与人之间的中间宿主。
变异
虽然因为“钥匙”的缘故,让病毒有了“专一性”:一种病毒只能感染特定的宿主细胞。但别忘了,生命是不断进化的,进化的目的就是为了适应环境,更好地生存、繁衍。
进化有从低级到高级的——在地球上进化出了最高级的人类;也有不想攀登“高层次”的。就如蝙蝠,是不少病毒的宿主,自己却安然无恙,活得挺滋润。从适应环境来看,蝙蝠的进化很成功。
不论是努力适应环境,还是想方设法传宗接代,都是为了不被“灭种”。
病毒的生命活动要靠宿主,这不妨碍它“与时俱进”。它的进化,或者叫变异,有的来自复制遗传的过程中出现的差错,它子孙的DNA、RNA等跟老子不一样了;也有的病毒蛋白质跟宿主的蛋白质“勾勾搭搭”后有了变异;或者两个病毒同时感染同一个细胞,互相“对上眼”了,彼此交换遗传信息……
变异也要优胜劣汰,不成功的无法生存,成功的再次适应了环境,得到大量繁殖的机会。
在没有人类之前,病毒的宿主从单细胞发展到多细胞。有了人类后,无法计数的各类病毒,不怕“撞大运”的艰难,拼命要变异出针对人体特定细胞的钥匙。比如天花病毒就是针对人的;也有能“通吃”人和某些动物的,比如埃博拉病毒;还有与某种动物相安无事,到了人这儿就大发淫威的,就如在蝙蝠身上发现的冠状病毒。
病毒其实也不想把宿主都杀死,否则它如何繁殖、传播呢?所以已有高毒力的病毒,目的是迅速传播,最后往往却把宿主弄死;也有些“聪明”的病毒,从高毒力变异为低毒力,不断适应宿主,以便获得“长期饭票”;还有一些潜伏期长的病毒,是为了有一段时间不惊动宿主,以便悄悄地繁殖、传播,比如狂犬病病毒。今年的冠状病毒,在一些人体上也出现了病毒潜伏期长的现象。
机会
人类从狩猎发展到定居,很多人聚集在一起生活,种地、把野生动物驯养成家畜家禽,病毒有了从动物向人类“跨种传播”的机会。
机会包括捕捉野生动物,饲养、宰杀动物,吃竹鼠、果子狸、水貂、蛇、穿山甲之类的“野味”等。
要跨种成功,病毒必须尽快变异出适应新宿主的能力。以前禽流感只在禽类中发生,后来有的病毒变异得可感染人了。
对蝙蝠来说没有威胁的病毒,其先要找到第二家“房东”——中间宿主,再感染人,转移宿主间也发生变异。
更有不少病毒,还变异出人与人传播的能力,比如,已经确认的7种可感染人的冠状病毒。
人类绝大部分的传染病,最初都是野生动物引起的。连专门感染人的天花,据研究最早也是从动物传给人的,只是它对动物比较“友好”罢了。
现代人类活动的范围越来越大,占据了很多原本属于动物的地方,人与动物的接触愈加频繁,这些都会造成更多的跨种传播。
随着人类日趋聚集,交通日益发达,病毒获得了更便利的变异、傳播机会,传染能力也越发厉害。
看了病毒的前世今生、病毒与人类的不死不休之战,如何与看不见的病毒相处,如何切断它试图给人类“传毒”的通道,你是不是已经有了一些思考了呢?