人类与病毒的battle与共存 | 科学小馆儿

2022-03-29 16:38:16 来源：《生物》人教版八年级上册

一场全球性的病毒大流行，几乎颠覆了人们之前的生活方式，也让病毒这种特殊的生命体，在我们的生活中刷足了“存在感”。尽管病毒是生命不可避免的一部分，但是大多数人仍对它知之甚少，今天，就让我们一起来了解一下吧！

比星星还多的病毒

说起生活中遇到过，或是听说过的病毒，每个人都能列举出几种。但要问世界上一共有多少病毒？很多人却没有明确的概念。

那么，在我们生活的蓝色星球上，究竟有多少病毒存在呢？

科学家们估算得出，地球上至少有1031个病毒颗粒，远超宇宙中恒星的数量（约为1024）。正如世界著名的科普作家，卡尔·齐默在他的科普作品《病毒星球》中描述的那样，“地球就是一颗病毒星球”。

千呼万唤始出来

病毒不仅存在于每一个角落，还是一种非常古老的生命体，早在东汉时期的典籍中，就已经有了对天花病毒感染病例的记载。然而，人类认识病毒的历史却只有一百多年的时间。

1892年，俄国生物学家伊凡诺夫斯基在对烟草花叶病进行研究时发现，染病的烟草叶提取液在过滤后仍然具有感染能力。然而，受当时细菌致病论的主流氛围影响，他并没有意识到病毒的存在，而是认为这一现象是由细菌分泌的毒素引起的。

正常（左）和患有烟草花叶病的（右）的烟草叶片

1898年，荷兰微生物学家贝杰林克在经过反复实验验证后指出，烟草花叶病是由一种细小到无法用普通显微镜观察，有别于细菌的有机体导致的，并将其命名为病毒（Virus）。有了正式的命名之后，研究者们陆续分离发现了多种病毒，但由于缺乏能够观察病毒的技术手段，人们依然不知道病毒究竟是一种怎样的生物。甚至有学者认为，病毒的本质就是一种蛋白质。

之后，英国学者鲍登和皮里在烟草花叶病毒的提取液中发现了核酸的存在，至此，科学界终于得出统一的结论：病毒是由蛋白质和核酸共同构成的，而核酸是病毒具有感染性的主要原因。

电子显微镜下的烟草花叶病毒

而直到电子显微镜诞生后，德国科学家考施才第一次在电镜下直接观察到了烟草花叶病毒的“真容”——一种直径15纳米，长300纳米的长杆状颗粒。

病毒由蛋白质外壳和里面包裹的一种核酸（DNA或RNA）组成，不具有细胞结构，更没有功能复杂的器官和系统，与其他生物相比，更像一种结构简单的拼接玩具，却能在入侵活细胞后进行增殖、进化等生命特有的活动。可以说，这一发现颠覆了当时教科书对生命的定义。

不是所有的病毒都会感染人类

不管是每年“定期骚扰”的流感病毒，让人闻之变色的艾滋病病毒，感染后发病就必死无疑的狂犬病毒，还是依然在不停为我们的生活增加麻烦的新冠病毒……细数起来，我们似乎生活在一个充满病毒的世界里。

不过，并不是所有的病毒都会感染人类，实际上，病毒对于自己感染的细胞十分“挑剔”，每种病毒的蛋白质外壳表面都有一种特别的受体结合蛋白，只有当细胞表面长有能与这种结合蛋白相结合的受体时，病毒才能感染宿主细胞，将遗传物质释放到细胞内部进行复制。根据宿主的不同，病毒可以被分为动物病毒，植物病毒，以及专门感染微生物的微生物病毒。

而且，不是所有的病毒都对人体有害，有研究指出，人体表面和体内的病毒数量约为细菌数量的10倍，光是肠道中就生活着超过14万种病毒，不过其中大多数都能在不致病的情况下与人类共存。不仅如此，病毒在生物防治和基因工程等领域也发挥了不可替代的作用。

每个人体内都有“病毒”

更让人想不到的是，即使一直生活在完全没有病毒的环境中，我们体内也有着无法抹除的病毒痕迹，这是来自古老病毒基因组的残余，约占人体基因组DNA的8%，随着研究的深入，科学家们发现，这些来自病毒的基因残余，对于人体肝细胞的多能性及发育有着十分重要的作用。

而许多病毒在感染不同物种的同时，也把DNA片段在不同的物种间进行传递，为生物进化提供了新的遗传物质。

人类与病毒的搏斗仿佛是一场永无止境的斗争，然而，随着研究的不断深入，也有科学家开始考虑，人类应该如何与病毒在这个地球上和平共处。

正如全球病毒项目组科学家所说，“当你考虑每一种动物、植物和微生物如何在进化过程中被塑造时，都必须考虑微小而强大的病毒所发挥的影响作用。”或许，到了多年以后，人们再来看这场由新冠病毒导致的世界性疫情，会与现在的我们有不同的感悟……

创作团队：中国科技馆新媒体团队

审核专家：首都医科大学北京同仁医院呼吸内科副主任医师顾海彤

关键词：烟草花叶病毒结合蛋白