病毒简史系列（十四）

一个公众号的态度

关于病毒是否是生命的争论

自从19世纪晚期，病毒进入人类视野以来，关于病毒是否是生命的这个问题，人类就一直争论不休，至今仍未结束。

现在大体来梳理一下这个过程。

1

在人类发现病毒以前，科学家对生命的定义是：生命体能通过自身的新陈代谢来生存、生长和繁殖。

按照这个标准，我们可以很轻易地判断出一只兔子和一块水晶到底哪个是生命。

而到了1935年，温德尔·斯坦利首次得到了烟草花叶病毒的结晶后，生命和非生命的标准开始变得模糊起来。

因为病毒在结晶后，各方面的特征就和一块冰一样。

但把病毒放到烟草上，它们马上就像其它生命体那样开始生长繁殖。

随着对病毒的进一步研究，科学家们倾向于认为病毒只是一种很像生命的东西，而不是真正的生命体。

那时人们认识到的病毒都只携带了很少的基因，例如鼻病毒八个，流感病毒十三个。

因此病毒和细菌之间还存在着非常清晰的界限，很容易就能区分开。

尽管只有这么少的基因，病毒就已经具备了增殖和入侵其它细胞的能力。

但是科学家认为病毒还缺少作为真正的生命体所需要的基因。

例如，它们没有制造核糖体的基因，也没有分解食物的酶的编码基因。

不过从理论上讲，病毒可以通过基因突变或从宿主细胞里获取这些基因，让自己的基因组丰富起来，直到能够自主进食、生长和繁殖。

但科学家们又指出了另一个问题：生物的基因在复制的过程中需要有一些措施来保证复制的准确性。

比如，人类细胞中有一类酶，专门对复制中的DNA进行纠错，这种纠错机制可以保护我们巨大的基因组能比较稳定地复制，其他生物都是如此。

而病毒则没有专门修复DNA错误的酶。

所以，病毒在自我复制过程中会出现各种各样的错误，这限制了基因组的扩大。

最终导致的结果便是：在病毒有限的基因容量里，已经装不下那些负责从原材料合成新基因和蛋白质的基因了。

于是，病毒不能像真正的生命体那样主动生长，排出废物，抵御炎热和寒冷以及通过分裂而增殖。

所以，病毒不是生命，也不可能成长为生命。

微生物学家安德烈·利沃夫曾在1967年的诺贝尔奖领奖辞里宣称：“生物是由细胞构成的。”

病毒显然不是细胞，人们认为病毒只不过是一些游离的遗传物质，因为恰好组合了一些合适的化学成分，因而能在细胞内自我复制。

2000年，国际病毒分类委员会也正式表态支持这个说法，他们宣称：“病毒不是活的生物。”

2

不管在任何研究领域，科学家们都为同一件事感到头疼或兴奋。

那就是：新的研究发现，会不停地推翻已有结论。

1992年，英国布拉德福德爆发肺炎，一位名叫蒂莫西·罗博特姆的微生物学家对这件事的起因展开了调查。

它从英国布拉德福德的一座医院冷却塔中取了一些水，把它放在显微镜下。

在水中，罗博特姆观察到许多变形虫及单细胞原生动物，还有它们体积1/100大小的细菌。

罗博特姆怀疑引发肺炎的元凶是这种存在于变形虫内部的球形细菌，将其命名为布拉德福德球菌。

之后，罗博特姆花了很多年的时间深入研究布拉德福德球菌，但结果一无所获。

1998年，罗博特姆的研究走到了尽头，他被迫关闭了实验室，把德福德球菌的样品交给法国的同行保管。

几年后，法国艾克斯—马赛大学的贝尔纳德·拉斯科拉在观察德福德球菌时发现了有些地方不对劲。

因为他发现这根本不是细菌，而是某种病毒。

在显微镜的观察下，布拉德福德球菌没有细菌那种常见的光滑表面，反而它看起来像个足球，由许多小平面镶嵌在一起。

在这个几何形状拼成的外壳表面，还能看到一些细长的蛋白质像细毛一样伸展出来。

自然界中唯一已知有这种外壳和表面细毛结构东西的就是病毒。

但问题是，布拉德福德球菌实在太大了，它比一般的病毒大100倍。

随着研究的深入，拉斯科拉和他的同事发现，这种新病毒会入侵变形虫，迫使变形虫帮它们复制出无数新个体。

只有病毒才是用这种方式繁殖的。

于是，拉斯科拉和他的同事给布拉德福德球菌取了一个很形象的新名字——拟菌病毒，用来表示这种病毒和细菌有很多相似性。

拟菌病毒的发现打破了科学家对病毒的体型和基因数量的固有认知。

拟菌病毒有1018个病毒基因，这个数量甚至比某些细菌的还多，看起来就好像有人把流感、普通感冒、天花和其他一百种病毒的基因组都塞进了同一个蛋白质外壳里。

2003年，拉斯科拉和他的同事们正式发表了关于拟菌病毒的各种研究细节。

之后，其它科学家在世界各地搜索类似的“巨型病毒”，发现这类病毒无处不在，河流、海洋甚至南极冰层所掩盖的湖泊中，人们都发现了它们的身影。

2014年，法国研究人员解冻了冻结三万年之久的西伯利亚冻土，在其中也发现了巨型病毒——这些病毒足有1.5微米长，是目前发现的最大的巨型病毒。

科学家们很好奇，这类病毒要这么多基因有什么用？

他们发现在这些基因可以起到编码酶的作用，能起到向如之前所说的，其它生命体用来修复DNA的功能。

而且当巨型病毒入侵变形虫时，并不会融入宿主的无数分子团中，相反，它们会组织形成大量复杂的结构，这种结构被称为“病毒工厂”。

病毒工厂通过一个入口吸收原料，然后通过另外两个出口输出新的DNA和蛋白质大分子。

巨型病毒起码能用自己的基因开展这个过程中部分的生物化学工作。

这样看来，巨型病毒已经非常像一个真的细胞了。

到了2008年，拉斯科拉和他的同事甚至还发现，巨型病毒会被同类的其他病毒感染。

这种入侵的新病毒会潜入病毒工厂，欺骗本应复制巨型病毒的工厂制造出更多的自己。

模仿噬菌体的叫法，这种病毒被称为噬病毒体。

3

总之，巨型病毒的出现使科学家之前论证病毒不是真正的生命体的理论宣告破产，人类必须再重新思考这个问题。

直到现在，这个问题仍未得出一个明确的结论。

不过从另一个角度来讲，与其搞清楚病毒怎么区别于其他生物，不如研究一下病毒是怎么和其他生物形成一个连续的演化谱。

换句话说，不仅要研究事物之间有什么不同，也要研究事物之间有哪些相同。

例如，人类是一种哺乳动物，但和病毒已经组成了难以分割的混合体。

移除了身上的病毒基因，我们可能根本无法活着从子宫里生出来。

人在日常生活中抵御感染可能也是借助了病毒DNA的帮助。

（参见《病毒简史系列（七）》）

就连我们每日呼吸的氧气中的一部分，也是海洋中的病毒和细菌共同产生的。

（参见《病毒简史系列（六）》）

严格区分生命和非生命的做法不仅让病毒变得更难理解，也让生命的起源更匪夷所思。

有人认为生命可能是单链RNA分子逐渐生长，又获得了自我复制的能力。

对于这种以RNA作为遗传物质的生命来说，想在它们的演化之路上找到一个具体的生命“无中生有”的时刻，无疑会让我们忽视生命逐渐过渡的事实。

最后，让我们回到“病毒”这个词本身。

它原本就包含了两面性，一面是能给予生命的物质，另一面则代表致命的毒液。

病毒在某种意义上的确是致命的，但它们也赋予了这个世界必不可少的创造力。

创造和毁灭又一次完美地结合在一起。