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病毒把人类搞死了,自己也死了,它的目的是什么?病毒与人类进化
2020-02-06           作者: 腾飞说史

今天,我们来讲一讲病毒在人类进化史上的作用,病毒自身没有新陈代谢的功能,也没有细胞,连细菌都不是!新陈代谢是生物最基本的一个功能,而生物最小的单位就是细胞,所以,病毒并不是生物,而是介于生物与非生物之间的一个特殊的生物体。恰恰是这个特殊的生物体,为人类解开了生命起源的奥秘。

病毒把人类搞死了,自己也死了,它的目的是什么?病毒与人类进化

天花病毒

第一:病毒与密码编译

人类来到这个世界不过只有三四百万年的时间,发明文字不过是近五六千年的事情,我们是怎么知道地球的历史和生物的历史的呢?主要是通过化石!但是,面对细菌、病毒的进化史,我们又遇到难题了,细菌、病毒的结构非常小,很难在化石上留下痕迹。细菌是地球上最初的生命形式,不知道细菌的演化史,也就无法解开生命起源的奥秘。幸好,随着现代生物学的发展,人类有了新的工具,那就是分子生物学。

地球上最早的生物是细菌,出现在37亿年前,直到现在,细菌仍然是地球上最普遍的生命形式。

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前寒武纪,蓝藻的化石痕迹,蓝藻是一种细菌

生物最小的单位是细胞,细胞又可分为原核细胞和真核细胞,地球上是先有原核细胞,后有真核细胞,原核细胞没有细胞核,结构比较简单,真核生物有细胞核,结构比较复杂,细菌是原核生物,人类、老虎、狮子这样的多细胞动物则是真核生物。细胞有一层薄膜,称之为“细胞膜”,细胞膜把生命包裹在一个相对封闭的、稳定的环境中,但又与外界保持着一定的能量和物质的交流,拥有细胞的细菌的形成无疑是生物进化史上最重要的一个跨越。

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真核细胞和原核细胞的区别和内部结构

在细菌出现之前,实际上还有一种更简单的生命体,那就是“RNA世界”和“DNA世界”。如果我们把细菌比作一台机器,这台机器实际上已经很复杂了,人类的科技发展到今天,能够制造宇宙飞船、汽车、甚至是人工智能(AI),但是却无法制造一个细菌,即组装一个活的生命体,这足以证明生物的复杂性。我们其实并没有制造生物的能力,人类现在养殖的牲畜、家禽,种植的农作物,并不是人类制造的,而是人类驯化的。

制造生物的难度有多大?这就相当于我们把汽车的零部件装进一个盒子里,不断的摇晃,经过无数次的试验,最后摇晃出了一台迷你汽车,并且这台迷你汽车能够自行运转,而且还能够自我复制,通过不断的复制,不断的改进,出现了卡车、轿车、吉普车等等各种类型的大汽车。生物形成的难度如此之大,是不是证明地球上的生物是被更高级的生物设计出来的呢?其实并不是!如果真是这样的话,那么,我们会陷入一个无限循环的悖论,更高级的生物是哪个生物制造的呢?因此,我们还是要回到进化论!

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RNA的结构

在一个盒子里,摇晃零部件,形成一台汽车,难度虽然很大很大,但是,地球上毕竟有这些零部件,这就是说把生物形成的“零部件”聚集在一起的条件是存在的。细胞是由分子组成的,分子是由原子组成的,地球的环境有利于有机分子形成大分子,不断组合。我们在中学学化学的时候,往往会看到很多有序的化学反应,其实呢,生物进化的前身就是化学反应,即化学进化,化学反应也能够出现复制机制,只不过,这种复制机制不是很精确,在自然条件下,还有可能失控。化学反应如果有精确的指令,那就好了,于是“RNA世界”就诞生了。

RNA是核糖核酸,DNA是脱氧核糖核酸,核糖核酸和脱氧核糖核酸统称为核酸,是一种大分子结构,最初的生命世界,就是“RNA世界”和“DNA世界”。生物学家一般认为RNA的产生先于DNA,DNA是RNA的近亲。

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DNA在细胞内部的位置

RNA能编译遗传信息,也可以参与新陈代谢活动,因为核糖核酸是单链结构,可以实现折叠。最早实现自我繁殖能力的其实是就是RNA,并且这种繁殖是有精确指令的,“RNA世界”诞生的同时,地球上还进化出了一些没有精确复制能力的细胞,这些细胞的结构比今天的细胞的结构要简单得多,它们在复制的过程中总是出错,但是,它们擅长新陈代谢,直到有一天,这两个生物体实现了共生,RNA寄生到了细胞之中,利用细胞的新陈代谢能力实现繁殖,而细胞得到的好处就是让新陈代谢有了指令,能够更加精确地复制自身,这两个生物达成妥协之后,新的细胞就产生了。因此,今天的一些细胞的最基本的一些功能,都是在漫长的时间里逐步完善的。

第二:病毒是如何影响人类进化的?

RNA寄生到了细胞之中,利用细胞的新陈代谢能力实现繁殖,打个不恰当的比喻:38亿年前,一个简单的生物体吞并了另外一个简单的生物体,然后,两者组成了一个新的生物体。

一个简单的生命体吞并了另外一个简单的生命体,有什么证据呢?在现在的地球上,仍然存在着一些RNA病毒,它们进入细胞的方式,似乎一直延续着38亿年前的传统。

RNA病毒是没有DNA的,有DNA的病毒称之为“DNA病毒”。我们所熟知的麻疹病毒、埃博拉病毒、流感病毒都是RNA病毒;天花病毒、噬菌体则是DNA病毒。相对来说,RNA的变异能力强,DNA的变异能力要弱一些,因为DNA的修复机制更完善,而且RNA还是单链结构。

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RNA的单链结构

病毒就是进入细菌和多细胞生物的细胞之中,利用细胞的新陈代谢能力来实现繁殖的,病毒可以看作是碎片化的RNA和DNA,这些碎片化的核糖核酸和脱氧核糖核酸,不仅仅包括病毒,还包括质粒(一种环状的DNA)、复制子(染色体)和抗生素等等。因此,位于生物与非生物之间的物体,不仅有病毒,还有抗生素、质粒和复制子等等。

病毒和细菌可以在任何时候利用这些碎片化的遗传信息,换句话说,它们可以进入地球的基因库,而像我们人类这样的多细胞动物,是无法进入这个基因库的,除非运用转基因技术。世界上所有的人类都共享人类这个基因库,人类与黑猩猩则共享灵长类动物基因库。跨物种的遗传信息,是无法发生交流的,这就是说多细胞动物的遗传灵活性大大降低了,而病毒和细菌依然保持遗传的多样性与灵活性,这也是它们的一个巨大优势,因此,细菌仍然是地球上的“霸主”。

病毒可以进入地球的基因库,那么,同样也可以进入人类的基因库,也就是说它可以在不同物种之间传递基因,这不是“转基因技术”,而是一种转基因技术的自然手段,在生物进化史上扮演着重要的角色。多细胞动物的基因交流,是垂直交流,病毒、细菌的基因交流是水平交流,这就是细菌会对抗生素产生耐药性的原因,不同种类的细菌之间的遗传信息是共享的,一个细菌对抗生素产生的耐药性基因,可能会在这个细菌的远亲中间发生转移,于是,很多种类的细菌都产生了耐药性,因此,人类要不断研发新的抗生素才是战胜细菌。人类使用药物灭鼠,老鼠虽然也会产生耐药性,但是,这个过程是非常缓慢的,以前能够消灭老鼠的药物,现在也可以消灭老鼠,从这个意义上来讲,人类破坏自然环境,更容易导致多细胞动物和植物的灭绝,而且在短期内是不会产生新物种的,但是,人类却很难灭绝一种细菌和病毒,细菌和病毒总是不断出现新变化。

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一个细菌的基本结构

细菌和病毒可以进行水平式的基因转移,那么,它们会不会悄悄改变人类的基因呢?影响人类的进化呢?答案是有可能的。科学家认为人类有8%的DNA可能来源于病毒,为什么这些病毒会进入人类的基因库呢?我们都知道人类感染病毒之后,病毒在人体内会有一个潜伏期,有的病毒潜伏时间长了,甚至都不知道自己来干嘛来了,从不危害人体,久而久之,我们人体把它当作是自己的一份子了。至于这些基因,在人类进化史上扮演了什么角色,还有待于进一步的研究。

第三:病毒、人类行为与历史

从微观层面来分析病毒在人类进化史中的作用,恐怕非常的难,但是呢,我们从宏观的视角来观察的话,会发现病毒真的改变了人类的生活。

病毒把人类搞死了,自己也死了,它的目的是什么?病毒与人类进化

新航路开辟之后,感染了天花病毒的印第安人

我们在日常生活中会发现一个奇怪的现象,人类会咳嗽、会打喷嚏,咳嗽和打喷嚏其实就是病毒诱导我们这么干的,人类患了普通的感冒、流行性感冒,都会咳嗽、会打喷嚏,这是病毒在利用人类的飞沫进行繁殖,诱使自己的宿主作出符合它们利益的动作,而这些动作我们人类自己是无法控制的,感冒了,如果故意抑制自己不咳嗽,那么,嗓子会感觉非常难受,咳出来才会感到舒服,打喷嚏更是如此,常常在不经意之间就打了一个喷嚏。人类感染了水痘病毒,皮肤还会痒,我们会不由自主地抓痒,抓痒的过程,就是水痘病毒进一步传播的过程,人类在近代以前是不知道病毒这种微生物的,感染了水痘病毒之后,皮肤会痒,为了缓解疼痛,还会叫别人给自己抓痒,这就有利于病毒传播到另外一个人的身上,这都是病毒为了自身的繁殖,而诱导人类做出一些符合它的利益的动作。人类感染了霍乱病毒,会腹泻,腹泻就是有利于病毒通过粪便和水源进行传播。因此,我们的身体其实不仅属于自己,还属于身上的微生物。我们不要误认为,我们可以控制我们自己的某些行为,例如咳嗽、打喷嚏、腹泻就是我们所不能控制的,我们身体上的微生物的数量超过了我们人体细胞的数量。

病毒把人类搞死了,自己也死了,它的目的是什么?病毒与人类进化

20世纪初西班牙流感发生期间,在美国,没戴口罩,不准上公交车

​具有较长潜伏期的病毒,其实更聪明,它能够在潜伏期内不知不觉地进行传播,所以,病毒为了自身的繁殖,想出来各种办法。有些病毒,非常的凶猛,人体感染之后,很快就会发病,并且也会死亡,人类死亡之后,这些病毒也随之失去了“栖息地”而死亡,它们这样做,不是自取灭亡吗?这种“高度毒力”的做法,在有的时候对于病毒来说是有利的,它可以在不同的生物体之间传播,这个生物体死亡了,会有别的生物体感染,从长远来看,这种病毒是不会灭绝的。当然,高度毒力的做法有的时候对于病毒自身是不利的,假如病毒的目的就是把所有的细菌和多细胞动物都弄灭绝的话,那么,它自身也就失去生命力了,因为病毒自身是无法繁殖的。在长期的自然选择过程中,病毒有从“高度毒力”转换为“低度毒力”的趋势,以便于自己在宿主体内长期生活。病毒如果没有找到自然宿主,把所有的宿主都害死的话,它自己也会灭绝,宿主与病毒长期和平相处,这个宿主其实就是自然宿主。我们人类身上也有一些病毒,对我们是无害的,或者说它已经是我们身体上的微生物群落中的一个“物种”了。

病毒在人类身上是一种“寄生”的存在,但其实,它们并不是最大的“寄生虫”,人类身上最大的“寄生虫”其实是自己的胎儿,换句话说,哺乳动物身上最大的“寄生虫”就是自己的胎儿。胎儿的血型、基因与母亲是不一样的,免疫系统为什么不会攻击胎儿呢?要知道,我们的身体上一旦有异物入侵,免疫系统会就会攻击这些异物。免疫系统之所以不会攻击胎儿,是因为胎儿也欺骗了免疫系统。有的科学家认为哺乳动物进化出胎盘,就是因为哺乳动物的祖先感染了一种病毒而导致的,这种病毒把抵御免疫系统攻击的能力转移给了哺乳动物,并且落实到生殖功能上,这种情况的发生是有可能的,因为病毒可以进行“水平式”的基因交流。

病毒把人类搞死了,自己也死了,它的目的是什么?病毒与人类进化

孕妇

分子生物学是从20世纪50年代开始发展起来的,因为我们人类对于分子层面的生命的结构与功能还知之甚少,所以,关于“病毒进化论”的一些说法,还有待于商榷,比如像哺乳动物进化出胎盘是由病毒感染而导致的结论,目前仍然缺乏确凿的证据。

那么,病毒在人类历史上扮演着什么角色呢?我们来举三个简单的历史事件:康熙皇帝之所以会登基,就是因为他感染过天花病毒,有了针对天花病毒的抗体,就不会再得天花了,如果不是因为天花病毒,也许就没有历史上的康熙皇帝了,这是病毒对历史的一个比较小的影响;新航路开辟之后,麻疹病毒和天花病毒还袭击了美洲大陆,印第安人因为没有抗体,而大规模死亡,从而使得欧洲人能够在很短的时间内征服整个美洲大陆,从这个意义上来讲,病毒也改变了地球上的人种分布;发生于1918年1月至1920年12月间的“西班牙流感”间接导致了第一次世界大战的提前结束,西班牙型流行性感冒在1918年春季首先在美国出现,之后传播到欧洲,当时的欧洲正处在第一次世界大战期间,西班牙流感在欧洲爆发之后,造成了一些青壮年的死亡,因兵源不足,各国被迫提前结束了第一次世界大战。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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