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英刊称病毒对世界的影响超乎想象

来源:经济学人 责任编辑:秦川 2020-08-27 12:23:38

《经济学人》(英国)8月22日发表题为《病毒如何塑造世界:它们不只是引发大流行病》的文章称,病毒引发了一系列现代流行病。然而,病毒对地球上生命的影响远远超出过去和现在单一物种悲剧的范畴,无论这些悲剧看起来多么不容忽视。尽管对病毒的研究始于对一种似乎是奇怪的病原体亚群的调查,但最近的研究却将它们作为解释基因战略的核心。

影响所有生物进化

病毒种类繁多,无所不在。现在人们越来越清楚,自生命起源以来,它们在多大程度上影响了所有生物的进化。在这一点上,它们展现了自然选择极具戏剧性、盲目、无情的力量。而且,对病毒帮助创造出来的一批聪明的两足哺乳动物来说,它们也带来了威胁和机遇。

正如我们在本期文章中所解释的那样,最好将病毒视为利用另一个有机体的新陈代谢进行繁殖的一套遗传物质。它们是最纯粹的寄生虫:除了自身独特的遗传密码,它们的一切都来自宿主。它们将生命本身精简到信息及其复制品的核心要素。如果可以不计较病毒的庞大数量,那么这将是一个非常成功的策略。

世界上充斥着病毒。对海水的一项分析发现了20万种不同的病毒,而这还算不上全面统计。其他研究表明,一升海水中可能含有超过1000亿个病毒粒子,而一公斤干燥土壤内含有的病毒粒子数量是这个数字的10倍。总之,根据一项非常粗略的计算,世界上病毒粒子的数量可能为10的31次方,数量远远超过地球上所有其他形式的生命。

众所周知,病毒———通常有许多种类———已进化到攻击所有现存有机体的阶段。它们之所以是进化的动力来源,原因之一就是它们监控着一场无情的大屠杀,并在此过程中发生变异。这在海洋中尤为明显,那里每天有五分之一的单细胞浮游生物被病毒杀死。从生态角度上说,这种屠杀可以通过杀死部分数量庞大的物种而为更稀有的物种腾出空间,以此促进生态多样性。一个有机体越常见,就越有可能出现专门攻击它的本地病毒引发的疫情,从而控制其数量。

这种引发疫情的倾向也是猎物发展防御能力强大的进化刺激因素,这些防御能力有时会产生更大的后果。例如,对于为何细胞可能故意自我毁灭,有一个解释是,它的自我牺牲能降低附近与其关系密切的细胞的病毒载量。如此一来,其复制于附近细胞的基因就更有可能存活。巧的是,这种利他主义的自杀是细胞聚集并形成豌豆、蘑菇和人类等复杂有机体的先决条件。

病毒成为进化引擎的另一个原因是,它们是遗传信息的传输机制。一些病毒的基因组最终与宿主的细胞融合,并在那里遗传给宿主的后代。8%至25%的人类基因组似乎有这样的病毒起源。但病毒本身也可能被劫持,它们的基因也可能被用于新的用途。例如,哺乳动物能生育后代就是一种病毒基因被修改从而使胎盘得以形成的结果。甚至人类大脑的发育也可能要在一定程度上归功于其内部像病毒一样的元素的运动,这些元素使单个有机体内的神经元之间产生了基因差异。

刺激医疗技术进步

进化论最引人入胜的见解是,有机体内部和有机体之间持续、不共戴天和虚无主义的竞争可能产生惊人的复杂性。盲眼制表师(自然选择)使你具备了阅读和理解这些单词的能力,这在一定程度上是对一群群微小且具有攻击性的复制品的行为作出的回应,这些行为可能自大约40亿年前地球生命诞生以来就一直存在。这个惊人的例子说明上述原则正在发挥作用———而且病毒尚未消亡。

人类经过病毒塑造的独特意识,为应对和利用病毒威胁开辟了新的道路。首先是接种疫苗的奇迹,它可以在病原体发动进攻前进行防御。由于疫苗的作用,在20世纪夺走了大约3亿人生命的天花病毒不能再作恶。终有一天,小儿麻痹症也会被消灭。由新冠肺炎疫情推动的新研究将提高研究病毒以及人体能对病毒作出最佳防御的能力———将防御病毒的能力提升到一个新的水平。

取得进展的另一个途径是,通过了解病毒和对病毒的防御获取操纵有机体的工具。早期的基因工程依赖限制性酶———细菌用以剪除病毒基因的分子剪刀,也是生物技术学家用以运送基因的工具。在最新一代的生物技术中,Crispr基因编辑技术利用了更精准的抗病毒机制。

自然界并不友好。在没有病毒的环境中生存是一个如此不切实际的目标,以至于这样的愿望毫无意义。无论如何,生命奇妙的多样性取决于病毒,它们既是死亡的来源,也是丰富和变化的来源。同样奇妙的还有一种前景:在未来世界里,病毒成为人类新认知的源泉,而且它们杀死的人类比以往任何时候都要少。

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