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导读：林恩·马古利斯声称：人，不过是一大锅细菌病毒汤。卡尔·齐默则说：我们的基因组中，病毒泛滥。 病毒和细菌对人体的入侵是常态，一般来说，它们不但无害，反而充满善意，总是渴望与宿主建立起和谐关系，因为这才是最符合它们利益的。 病毒不是人类的敌人，自然与生命的法则，不过是维持某种平衡；人类对于自然世界的无知和莽撞，才是一切灾难的源头。  生命的法则（之三） 病毒星球 文 | 立峰 - 1 - 按生物学上的分类，病毒既不算生命，但也不是非生命。这表明生命与非生命之间，并非泾渭分明，而是一条连续谱系，存在灰色地带。 虽然我们对病毒缺乏了解，但在地球生命演化的三四十亿年当中，病毒作为最古老的生命形式，始终都扮演着最重要的角色，与自然万物亲密合作、共同演化。可以说没有病毒，就没有自然界千姿百态的生命形式，更不会有现在的我们。如果说我们现在的地球是一个病毒星球，恐怕再合适不过。 但病毒实在太小了，很难被观察到，人类意识到病毒的存在，也才一百多年。常见的光学显微镜，只能看见细菌，而要观察病毒，非得要电子显微镜才行。 长久以来，我们既不知道地球上病毒的数量竟如此之多；也不了解病毒分布是如此广泛。从遥远的外太空、到深不可测的海底，从尘封百万年的天然水晶洞、到最干旱的沙漠，病毒的踪迹无处不在。 比如海洋中的每一升海水里，有大约一千亿个病毒；而一公斤海洋沉积物中，病毒的种类也多达一百万种。要知道，人类目前已知的全部动物种类，也才约一百五十万种。 虽然海洋病毒的数量巨大、种类惊人，但我们却完全不用担心下海游泳的安全，因为海洋病毒的宿主，基本上都是单细胞生物，如海藻、细菌等，极少会有病毒能够感染人或多细胞生物。 虽然科学家并不完全清楚，海洋病毒与海洋微生物之间，究竟发生着怎样的大规模战争；但可以肯定的是，正因为这些微生物之间的长期博弈所形成的微妙平衡，才造就了今天地球上的气候环境、大气构成，以及多姿多彩的物种和生命。  - 2 - 即便病毒的种类庞杂、无处不在，但在大多数人印象里，病毒却仅代表了疾病和死亡，这些令人沮丧的事儿。单看病毒Virus一词的拉丁语词源，它所指代的就是蛇的毒液。 但拉丁语中，Virus(vir us)却还有另一层意思，即人的精液，因为拉丁语vir表男人、us则表阳性。可见，毁灭生命或是创造生命，恰好矛盾地统一在了病毒这一个词当中。 说到这里，小伙伴们多半还是不明白，为什么《病毒星球》的作者卡尔·奇默Zimmer，将地球称作是一颗病毒星球？而病毒这个古老存在，在生命演化的过程中，又扮演了什么样的角色呢？ 如果不是人类动不动就被病毒引发的传染病蹂躏一番，也许普通人根本就意识不到病毒的存在，更遑论病毒在物种演化中所起的作用。但是，目前学术界却有越来越多的观点认为，在地球物种演化的进程中，正是病毒、包括细菌等微生物，充当了最为关键的角色。 要解释地球生物的演化，我们还得从达尔文的《物种起源》说起，以及他关于进化的核心思想：随机变异，自然选择。 举一个栗子，在生物演化史中，动物为什么竟会演化出眼睛——这个即复杂又精密的部件呢？按照达尔文的理论，眼睛的演化必须经过如下程序：
然而这种演化的速度未免太过缓慢了：
这样的效率，也只得让数学家们频频摇头了，怎么算时间都来不及啊。 有位叫霍利的数学家说，要他相信这个，还不如去相信一场龙卷风经过废品收购站，能直接吹出一架波音747来。  1970年，一位名叫林恩·马古利斯Lynn Margulis的美国生物学家，提出了内共生理论Endosymbiotic Theory，来解释生物的演化过程：即生物演化，并非源于自身的基因突变，而是时常去外部寻找合作。 这一全新观点，全面挑战了达尔文的随机变异、自然选择理论。这也难怪，达尔文的时代，对于细菌都知之甚少，遑论病毒？ 马古利斯认为，类似细菌的原核生物(即没有细胞核的单细胞生物)之间，彼此交换遗传物质既十分频繁、也非常方便。马古利斯将其比喻为细菌之间的性交。因为性交的本质，就是彼此间交换遗传信息。因而，生物演化就好像不同生物间的恋爱、结婚，成了相互之间不断尝试、并交换组合彼此间遗传物质的过程。 比如细菌，有时抓一个线粒体放在肚子里，命令它提供能量；有时又抓个纤毛虫按在屁股上，用来增加运动能力。经过这番神操作，生物进化的效率便立刻突飞猛进、凯歌頻奏。 在一个真核生物(即动物、植物或真菌)身上，如果偶然发生了一个良好的变异，再通过一代代的繁衍，将变异传遍整个族群，大约需要100万年时间。但若是病毒、细菌的基因，与宿主的基因瞬间擦出火花、完成重组，整个过程就被缩短到了几年时间。  不得不提的是，植物细胞最重要的部分——叶绿体，并不是植物自己进化出来的，而是一个原本独立的细菌，与植物细胞发生了细胞内共生，才就此成为植物细胞的一个关键零部件。 顺便再举个栗子，人类的精子上，那个来回摇摆的尾巴，同样是共生的结果。尾巴并非靠基因突变进化而来，而是与外来的纤毛虫来了个优势互补，整合出了一条便于游动的尾巴。 所以马古利斯认为，生物进化的主要动力，并非来自达尔文所说的，因偶然变异、而得到的竞争优势，而是来自于不同生物之间的合作共生。  - 3 - 因而，在生命产生之初，海洋病毒的基因交换过程，同样极大地促进了海洋生物的演化。比如，海洋中的藻类，之所以能通过光合作用放出氧气，正因为吸收了病毒的DNA。 海洋聚球藻是一种海洋中存量丰富的细菌，地球约1/4的光合作用，是由这种细菌完成的。科学研究发现，这种藻类的DNA中有种重要蛋白质的基因编码，正来自于病毒。如果继续将视角拉宽，因整合病毒基因演化而来的所有生物，所制造的氧气，大约占到了地球含氧量的1/10。 而类似海洋聚球藻的生物，绝非个例。海洋中病毒和其他生物混合基因的情况十分常见。早在数十亿年前，以病毒为载体的生物间的基因转换，便在物种间普遍发生了。虽然病毒并不能留下化石，但通过对基因的分析，就不难发现，所有的生物中，都留有病毒传递基因的痕迹。 另外，海水里还有一种重要的病毒，叫噬菌体。它们在1秒内，就能对海洋细菌等微生物发起10万次进攻。这种名为噬菌体的病毒，每天都能杀死海洋中15%~40%的细菌，让广阔的海洋不至于变成一汪浑浊的细菌水。  因而，我们有理由相信，没有病毒，就不会有如此迷人的海洋，也不会有今天的地球生命。 - 4 - 因为病毒没有新陈代谢功能，它们更像是一小团遗传物质，被包裹在蛋白质外壳里四处飘荡，等待着与特定细胞相遇后，偷偷侵入、并寄生其中。病毒唯一的生存方式，就是寄生于其它的细胞、或是单细胞细菌之中。 有时，病毒根据自身的遗传物质，利用宿主细胞里的能量和氨基酸原料，制造出无数新的自己，直至把宿主细胞的资源消耗殆尽后，再倾巢而出去感染、祸害更多的细胞。这便是我们所能感受到的病毒感染。 但并不是所有病毒都如此极端。更多情况下，病毒为了达到繁衍目的，会把自己的基因，与宿主细胞的基因结合起来，往人家的DNA上加一段自己的DNA。于是宿主细胞的基因里，便从此带上了病毒的基因，当细胞分裂时，也会带着那一段病毒基因一起复制。这便是一种生物之间的内共生。 这种情况直到1960年代才真正被观察到。生物学家在鸡的遗传物质里，发现了禽白血病病毒的DNA。这说明鸡的祖先曾感染过禽白血病病毒，它不仅制服了病毒，还将病毒DNA结合到自己的DNA上，并传递给后代。禽白血病病毒的DNA，便成了挂在鸡DNA，这辆基因列车上的一件行李。 事实上，这种情形非常常见，比如人与其他生物体内，就存在着共同的病毒基因。这说明在遥远的演化史上，人与这些物种的共同的祖先，一定感染过此类病毒。而现代人类的基因里，带有约十万种病毒基因，占到人类基因总量的8%。如果给一个参照系的话，人所有的基因之中负责蛋白质编码的，也只占了1.2%。 林恩·马古利斯声称：人，不过就是一大锅细菌病毒汤。卡尔·齐默则说：我们的基因组中，病毒泛滥。 但恰恰是这些泛滥的病毒，成就了今天的我们。比如在一亿年前，哺乳动物的祖先曾被一种病毒感染，而它的DNA，却合成了一种叫做合胞素Syncytin的蛋白质，能够帮助形成胎盘。所以，如果没有这种病毒DNA，也就不会有胎生动物的诞生。 类似例子举不胜举。本质上，生物演化不过是DNA片段的排列组合、及不断更新。而事实上，宿主生物在病毒DNA的帮助下，制造出了无数有益的基因，大大提高了演化效率，使生物更好地适应了环境。失败的物种消失了，而成功的物种则开枝散叶、繁衍后代。 如果自然界不曾有那么多四散游荡的病毒，将丰富的基因资源在不同物种间相互传递，那么现在的地球，也不可能拥有如此多姿多彩的生命形式。 在几十亿年的生命演化史中，充满了病毒留下的痕迹。也许，它有时候带来的是疾病和死亡；但在更多情况下，病毒却让生命呈现出更加生机勃勃的样子。因此，毁灭生命或者创造生命，都在病毒Virus这一个词中表达了出来。
- 5 - 那么，又有问题来了。现代社会，人们但凡说到环境，都知道要保护大自然、维护生物多样性、与各种动物植物和谐共处。但是一到病毒、细菌等微生物，就立马感觉受到了威胁，非要赶尽杀绝、必除之而后快。于是各种消毒水、抗生素，被人们过度使用、泛滥成灾。  但是微生物却无处不在，人的体表、肠道内，总是充满了各种病毒和细菌。而人的健康，也都是建立在与这些微生物和谐共处的基础上的。一个健康的人，其免疫系统与微生物之间，处于一种平衡状态。人体内部有大量细菌是无害的，而且，很多细菌不但有益健康，甚至必不可少，它们与人类的关系，就是一种共生关系。 至于病毒，健康人的体内也有病毒，但大多相安无事。比如95%中国人的体内有“巨细胞病毒”，是疱疹病毒的一种，被感染后绝大部分人没有症状，只有化验时才能发现。另外据2014年一项调查，显示103个健康女性中，就有71个携带会导致宫颈癌的HPV病毒；美国有约3000万女性携带此病毒，但是她们并不知道，因为大多数情况下病毒并不会给人体造成伤害。 再说细菌，比如白喉杆菌，只有发生异常时，才可能对人产生伤害。还有脑膜炎病原菌，听起来吓人，但它平时只是待在人的鼻咽部，很多人都是这种病毒的携带者，一般都不会有事儿。但万一它越界进入脑膜，人和病毒就都会遭殃。 因为微生物与免疫系统的平衡一旦被打破，病毒和细菌被杀死的概率，要远远大于人被微生物杀死的概率；所以，细菌也好、病毒也好，若站在它们的角度，它们最大的愿望，就是与宿主和平共处。而绝大多数情况也正是如此，微生物与人不但相安无事，还常常相互帮忙、共同进化。致命、致病，只是相当罕见的情况。 再说病毒细菌这么小，能消耗我们多少资源？之所以偶尔伤害到了人，有时也是因为免疫系统的反应过激。人体内防御机制的装备完善、火力强大。白细胞、溶菌酶、血清防御素、肾上腺素，简直就像支军队。偶尔溜进个小毛贼，照理也没什么事，但过于敏感的免疫系统，却常常反应过度、火力全开。结果打死100个细胞，99个都误伤了自己。这就是所谓的细胞因子风暴cytokine storm。我们常见的因病毒感染、导致脏器衰竭、引发死亡的情况，多半都是由“细胞因子风暴”引起的。 - 6 - 既然病毒在自然界与人类当中如此普遍，那么可想而知，病毒并不是人类的专利，人与亲缘较近的动物，一定共享着某些病毒，而病毒残酷的一面，也正由此显现，即来自于动物病毒的大规模传染病。 其中最常见的就是流感。几乎人人得过流感，但我们所不知道的是，流感来自鸟类。这种病毒开始感染的是鸟的消化道。但有很多病毒太擅长变异。一种鸟类病毒，经过几次简单的变异，就成了能够感染人类的流感病毒。 再如艾滋病毒，来自于西非的一种猴子，这种猴子原本携带的是SIV病毒，却独立演化成为HIV-2艾滋病毒。因为西非有捕杀猴子的习俗，一旦猎人被猴子咬伤，或屠夫处理猴子时皮肤破裂，此类病毒便由猴子传染给了人类。 2012年，沙特医生发现了一种后来被称作中东呼吸综合征的怪病，导致这种病的MERS病毒，最初寄居于一种非洲的蝙蝠。但蝙蝠病毒之所以能传染给人，是因为骆驼从蝙蝠那儿感染了这种病毒，充当了病毒的二传手。 当然，最让人无法回避的，就是2003年的SARS病毒。但提到SARS，又不得不提另一种野生动物——果子狸，虽然它看起来人畜无害，但身上却可能携带SARS病毒这样的“生化武器”。
加州大学洛杉矶分校医学院的霍洛威茨Natterson Horowitz，有本书叫《共病时代》，专门探讨了人与动物共享的疾病。近几十年来世界各地陆续爆发的传染病，大多来自野生动物携带的病毒。是否是人类对自然的越界侵犯，破坏了某种由来已久的平衡状态？而人类又是否该好好反思一下，应该如何尊重自然、敬畏自然，包括自然界中的所有生物。 - 7 - 要知道，无论人类想要与病毒、细菌，这些微生物作战，或是去对抗大自然；输家无一列外，都将是人类。而所谓人定胜天，不过是自欺欺人。微生物不是人类的敌人，自然与生命的法则，不过是维持某种平衡；人类对于自然世界的无知和莽撞，才是一切灾难的源头。 首先，人类根本无法杀死所有的病毒细菌。比如抗生素可以杀菌，但是细菌产生耐药性的速度，却远快于人们找到新药的速度；而至于病毒，我们现在则完全束手无策。在微生物的领域，人类可以说所知甚少。许多人过度、盲目地杀菌消毒，却在不经意间，杀死了大量对健康有益的微生物，也破坏了人与微生物好不容易建立起来的平衡。 1970年代，有本著名的科普读物叫《寂静的春天》，讲的是滥用农药杀虫剂，不料却给周围环境造成了意想不到的严重破坏；2015年马丁·布莱泽博士的著作《消失的微生物》，讲的则是现代人对于抗生素的滥用，破坏了人体内部原本分工明确、高效平衡的微生物环境，反而导致了因肠道菌群失调引起的各种消化道疾病。而滥用抗生素，同时也导致了哮喘、肥胖、及各种过敏等一系列的现代病。
病毒和细菌对人体的入侵是常态，而绝大多数情况，它们不但无害，反而充满善意，总是渴望与宿主建立起和谐关系，因为这才是最符合它们利益的。如果它们无意间冒犯了我们，一般也都会迅速变异，让自己变得无害化。所有病毒性传染病，都是自限性疾病Self limited disease(无需治疗,靠自身免疫就能自愈的疾病)，而且病毒传着传着，毒性也会大大降低。 现在的Corona Virus Pneumonia，之所以前期致死率高，一方面是病毒引发感染者因基础疾病所产生的并发症，另一方面就是我们前面说到的细胞因子风暴。
但是，我们与病毒和细菌关系的改善，主要还得指望它们。总的来说，微生物比我们的免疫系统聪明许多。回望历史，细菌病毒一直都在通过快速变异、来适应人类；而人类的免疫系统，也在与微生物打交道的过程中，也越来越懂得把握分寸，不致于总是那么反应过度。 在《病毒星球》的结尾，卡尔·齐默写道：
作者写这句话，是在2015年。非常不幸，他所说的“下一次”，现在却真的来了，疫情究竟会发展到什么样的程度，目前没有人知道。但我们眼下对这种Corona Virus，还真的就是“一无所知”。
疫情到现在为止依然严重，我们肯定不能掉以轻心，每个人的重中之重，就做好自己的防护。但我们也不必太过悲观，过段时间，病毒一定会“聪明”地快速变异，产生对人类更友好的新毒株，变得越来越温和，甚至像2003年的Sars一样，一瞬间就消失得无影无踪。相信这次疫情的延续时间也不会太长，希望四五月份，它们就能放过我们，赶快与人类做个了结。 |
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