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导读：在病毒的世界里，站在生命舞台中央的，仍然是RNA。 生命的法则（之二） 病毒的奥秘 文 | 立峰 - 1 - 生命是什么？用生命的两个基本特征，我们就能给出最简洁的回答： 1、以持续的能量输入，维持新陈代谢等各种生命活动，即生命以负熵为生；(见上篇生命的法则（之一） 生命是什么？) 2、带有某种遗传物质，并能够进行自我复制、生殖繁衍。(此乃本文重点) 而说到遗传物质，我们凭借常识就能说出DNA和RNA。但两者之间，除了表面的不同，真正区别究竟在哪里呢？ 要知道除了病毒以外，地球上所有生物的遗传物质都是DNA。所以，要说清楚RNA究竟是何方神圣，我们就不得不从病毒Virus，这个令人谈之色变的新晋网红说起。 - 2 - 提到病毒，我们脑海中常会出现疾病、死亡等令人沮丧的词汇，即便病毒小到根本无法被感知，它却与人类的生存、演化密不可分。无论是在现在这个特殊的时刻，抑或放眼地球的生命演化史、及整个人类历史，病毒都扮演了无比重要的角色。可以说病毒与人类，共同拥有着现在的地球。 病毒对人类的影响非比寻常，它除了品种繁多、数量巨大外，也是地球上最古老的生物，甚至今天所有地球生命，都极有可能是在大约40亿年以前，起源于病毒的。 2011年，科普作家卡尔·齐默Carl Zimmer，应美国国家卫生研究院NIH的“病毒星球计划”公益活动之邀，整合了全球的病毒学研究成果，写了一本《病毒星球》，也为大众打开了一扇重新认识生命的窗口。 - 3 - 自文明诞生之初，就有着一代代的哲人学者，孜孜不倦地探索着生命的奥妙。那么，在生命与非生命之间，是否真的存在着一条泾渭分明的界线呢？ 历史上人们对这个问题的答案，也许一直是肯定的，直到俄国生物学家伊万诺夫斯基1892年，在研究烟草花叶病时，第一次得知了比细菌要小很多的烟草花叶病毒的存在。 自从发现病毒，生命与非生命的界线，也变得日益模糊起来。 我们要了解病毒，弄明白它究竟是不是生命，最好的办法是找一个参照物——细菌。也许很多小伙伴，压根儿就不清楚病毒与细菌的区别，这个办法，也便于我们对两者都能有一个大致的认识。
然而在自然界，即便最简单的单细胞生物，比如细菌，都有着完整的细胞结构，在细菌的细胞核里，藏有它的遗传物质DNA。 也就是说，病毒相比于细菌，这种最简单的、具有整套细胞结构的单细胞生物，其结构和装备，都要简陋和寒碜得多。 
 以艾滋病毒为例，如果把全世界所有艾滋病毒收集在一起，恐怕只有一汤匙那么多；而若是把世界上所有的病毒，全都装进原油桶中，大概也只能装满10桶。因为病毒的个头实在是太小了。 图片来源 知名科普类博主 柴知道 正因为病毒既没细菌的细胞结构，其个头与细菌相比，又过于微不足道，所以用可以杀灭细菌的抗生素，来对付病毒，会完全不起作用。事实上，现代医学在病毒面前，至今都没有任何真正有效的药物；而要战胜侵入人体、兴风作浪的病毒，能够指望的，只有人体自身的免疫力。 但病毒的个子虽小，其数量和种类却毫不逊色，据《病毒星球》统计，病毒的种类和数量，都超过了今天地球其他生物的总和。 
如果说病毒是非生命，因为当病毒颗粒飘散在空气中时，它就跟灰尘差不多，完全没有生命迹象。此时的病毒，即无法利用环境中的能量，进行新陈代谢，更没能力进行复制和繁衍，所以很难说它是一种生命。 但病毒有时候又是生命。当一个病毒如愿以偿、入侵了宿主细胞，就会立刻活跃起来，争分夺秒地利用宿主细胞中的能量和原材料，复制自己的遗传物质，并用遗传物质来指导新蛋白质的合成。 只有成功入侵宿主细胞，病毒能才呈现生命现象，不断“生儿育女”、复制出无数一样的病毒，并伺机侵入其它细胞、继续繁殖。而当新病毒组装完成后，如果没有遇上合适的条件，它们同样会回到非生命的状态，等待合适的宿主细胞、伺机而动。 - 4 - 病毒与其它生物相比，还有个根本区别，即病毒的遗传物质并不总是DNA，而经常是RNA。 今天的地球上，除病毒以外的所有生命形式，无论动物、植物、细菌、真菌，全都是以DNA作为遗传物质的。 原因很简单，同为遗传物质，RNA是原始的单链结构，进行自我复制时，错误率较高；而DNA的双链结构，则有着较强的稳定性，自我复制才不容易出错，从而保证了基因向后代传递的准确性。
相比于古老的RNA，DNA复制时的错误率大大降低，显然是一种很大的进步。 但在病毒的世界，以RNA作为唯一遗传物质的情况，却相当普遍。可见，病毒本身就是种最原始、最古老的东西。而我们在现实当中，遇到的那些琢磨不定、容易变异的病毒，都是RNA病毒。 正因为这些病毒变异性强、稳定性差，所以才如此地难以对付，就连现代医学都对它们束手无策。令人头疼的RNA常见病毒有，流感、禽流感、艾滋病、登革热、埃博拉、SARS、MERS，以及正在蔓延全球的Corona Virus等等，它们始终变化多端、捉摸不定。
前不久“中科院西双版纳热带植物园”网站发表的一篇论文表明，仅短短两个多月，该病毒就已经演化出了好几代新的毒株。
病毒RNA在复制过程所产生的错误，使得病毒只需积累短短几代，就能演化出完全不同的遗传信息。因此，病毒在很短时间内，就能够适应环境、获得更多生存机会。RNA病毒的这个特点，反而成为了它独特的生存优势。 比如几乎每年都会光顾各国的流感病毒，正是RNA复制时的高错误率，使得流感病毒的特征总是处于变化之中。于是，人体的免疫细胞，每次遇上以新面目出现的流感病毒，总是显得顾此失彼、疲于应付。而反过来，病毒却获得了很强的适应性。 这也正是诸如流感、禽流感，以及Corona Virus等等RNA病毒，隔三差五，就又回到人群之中兴风作浪的原因。因为，病毒的这种快速变异性，给病毒疫苗、以及抗病毒药物的研制，大大增加了难度。
相比之下，DNA病毒的种类却十分有限，常见的有：天花病毒、乙肝病毒、噬菌体等。因为DNA的双链结构遗传物质，让病毒性状也显得超级稳定。 比如天花，就是种相当古老的病毒，最早关于天花的记录，出现在古埃及。有人在公元前12世纪的埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上，发现了疑天花皮疹的迹象。  而15世纪末，欧洲人踏上美洲大陆时，也顺便带去了天花病毒，无意中借助天花等传染病，在一百多年里，就杀死了原住民人口的95%。而在世界范围内死于天花的人口，累计超过十亿。 1798年，英国医生爱德华·詹纳Jenner从挤奶女工身上发现，人对天花和牛天花两种病毒，是交叉免疫的，而人感染牛天花时，只有些轻微的症状。这个重大发现，催生了天花疫苗的发明。即，在人身上接种牛天花病毒，以激活人体特定的免疫反应，使接种者从此获得对天花病毒的终生免疫力。这便是我们早年常见到的“种牛痘”。 对付细菌入侵，人们可以使用抗生素来杀死细菌，但一旦面临病毒的攻击，人类却总是束手无策；唯一的办法，就是激活人体内的特定抗体、加以对抗。所以，以目前我们有限的医疗手段，最多只能是抗病毒，而远远无法杀死病毒。
1979年，WHO宣布天花在世界范围被彻底消灭。而天花，这种年代久远、杀人无算的病毒，之所以能够被人类彻底征服，因为它看似凶悍、却存在太多缺点：
因此，能剿灭天花病毒，并非因为人类发明了对付病毒的特效药，而只是发明了特定疫苗，有效激活了人体自身的特异性免疫力。 虽然天花在世界范围内被消灭，但人类在同病毒的战争中，依然危机四伏、前途未卜。像天花病毒这样的缺心眼儿DNA病毒，毕竟是极少数，能战胜它也完全是一种侥幸。
现在困扰人类的大部分病毒，都是RNA病毒，变异性极强。比如流感病毒。几乎每年卷土重来的流行性感冒，是一种剧烈的传染病，严重的会导致死亡。全世界最著名的一次流感大爆发，就是1918年的西班牙大流感，在当时世界18亿人口当中，有30%被感染，导致了超过5000万人的死亡。而时下正在肆虐全球的Corona Virus，也是一种RNA病毒，同样极难对付。
因为RNA的天生缺陷，几乎全部的地球生物，都放弃了用它来作为自己的遗传物质，而选择了更稳定、也更精确的DNA。 但反过来，稳定的DNA天花病毒被消灭了，而浑身缺点的RNA病毒——这个地球最初的生命形态，却生机勃勃地存在了几十亿年，甚至将与地球生物同生共死，继续着猫捉老鼠的游戏。 在病毒世界里，站在生命舞台中央的，仍然将是——RNA。 |
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