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这是【病毒科普】第 07 篇文章

一般来讲,病毒都很小,因为它们的基因数量普遍都比较少。但若是说所有病毒都很小,也是不准确的。有些病毒的个头和细菌差不多,甚至人们在刚开始发现它们的时候,一度以为它们是细菌。

这些巨大的病毒被称为巨型病毒,而且这些巨型病毒似乎潜藏着某种深刻的信息,科学家在刚发现它们的时候兴奋不已,以为通过巨型病毒,我们可以了解生命的起源以及病毒究竟是早于其他生物还是晚于其他生物。

然而,随着对巨型病毒的不断深入研究,科学家所面临的困惑却越来越多

1992年,英国布拉德福德市爆发了肺炎疫情,当地大学的微生物学专家罗博特姆开始着手研究造成这种肺炎的病原体。他在一所医院的冷却塔中取了一些样本带回去研究,通过显微镜,他在一种阿米巴原虫内部发现了一个小球,很像是球形的细菌,但个头要比一般球形细菌稍小一些。罗博特姆于是将其命名为布拉德福德球菌,将其归类到细菌一栏。

罗博特姆原以为这种“细菌”是造成肺炎的罪魁祸首,但在研究它的DNA序列的时候,发现它和肺炎没有任何关系。他非常沮丧,但也没有办法,将布拉德福德球菌保存起来以后交给了法国马赛大学的微生物学同行拉斯科拉。

拉斯科拉是研究病毒的,而不是这种“细菌”,因此一开始对罗博特姆送来的样本没有任何兴趣。一直到2003年,他在用显微镜做研究的时候,突然想起了老朋友送来的礼物,于是顺手也拿过来放到显微镜下面。

这不看不要紧,一看就惊了拉斯科拉一跳。他凭一名生物学家的直觉判断,这根本不是什么细菌,而是一种未知的东西。通过观察它的结构,拉斯科拉感觉它是病毒,但若是病毒,那它就太大了,比普通病毒大了100多倍。而且,一般来说,由于病毒太小,因此要在电子显微镜下才能看见,但这种玩意儿在光学显微镜下就能看见,有些不合常理。

但若说它是细菌吧,它又少了一些细菌的基本属性,比如它没有核糖体。核糖体是所有细胞生物的标配,这玩意儿干嘛用的呢?简单来讲,就是将DNA这本说明书翻译成蛋白质分子,如果没有它,那么就无法合成蛋白质,也就无法展开生命活动。

随后,拉斯科拉继续研究,发现这种球菌在阿米巴原虫体内的繁殖方式是直接复制拷贝。这种繁殖方式是病毒的标配。

到这里,拉斯科拉确定,这其实不是什么细菌,而是一种病毒,是一种巨型病毒。

巨型病毒出现后,立即引起了科学家的兴趣,人们相继在各个地方都发现了大量的巨型病毒。它们的个头都比较大,基因也比较复杂,如果只看外表,和细菌相似,但它们的内在结构与秉性决定了它们仍然只是病毒。

一般的病毒都很小,只有10-100纳米之间,天花病毒算是病毒中比较大的,有300纳米,但巨型病毒要更大,足足有400纳米甚至更大。而且,之前也讲过,病毒的基因数量非常少,我们人类有2万个基因,乙肝病毒只有4个,艾滋病病毒有9个,人鼻病毒有10个,但是巨型病毒却有1000多个基因。在澳大利亚发现的一种潘多拉病毒,携带的基因数量竟然高达2550个,比有些细菌的基因还要多。

巨型病毒的发现,更是让病毒的身世显得愈加扑朔迷离。

比细菌还要大,基因上千个,为何它还是病毒?

科学家进一步研究发现这些巨型病毒的基因有一个特别奇怪的地方,其中只有7%与已知生物的同源,其余的部分都很新鲜。换句话讲,这种基因似乎是巨型病毒随处捡来拼到自己身上的,而不是靠漫长的演化长在身体上的。或许正是这个原因,导致巨型病毒的基因数量都很多,因为其中大部分是巨型病毒一路上抓来的。只要这些基因彼此不互相排斥,就可以拼装到一起。

正是由于巨型病毒的这个特性,导致它的传播能力并不强,只能在阿米巴原虫体内,而难以对其他生物造成任何实质性的伤害。

相比于其他生物,病毒特别奇怪,就像处于一种“既是又不是”的量子叠加态。就包括它是否是生物,目前也处于一种生物与非生物的模糊地带。看病毒的样子,好像前进一步,就是生物,后退一步,就是非生物

2008年,科学家在阿米巴原虫体内又找到了一种巨型病毒,中文有时也翻译成妈妈病毒。妈妈病毒就更奇特了,它们会在阿米巴原虫细胞内形成一个相对独立的复制结构。之前也讲过,病毒与其他生物不同的是,它必须通过寄生的方式才能呈现自己的生命特征。病毒单枪匹马闯入别人的工厂生产车间内,靠劫持别人的车间来复制自己的遗传信息。

而妈妈病毒有些另类,它感染阿米巴原虫细胞后,会在原来的工厂内部自己组建一个小型工厂,通过偷取原工厂的材料与水电来生产自己的产品。

更有意思的是,当妈妈病毒偷取阿米巴原虫细胞的能量与营养时,另一种更微小的病毒单枪匹马打劫了妈妈病毒的小型工厂,从而复制自己的遗传信息。

这是人类首次发现病毒感染病毒的案例,这种病毒的病毒被称为卫星病毒噬病毒体。这种噬病毒体,更像是传统的普通病毒,单枪匹马靠打劫为生,而不是像妈妈病毒一样,在别人的工厂里组建自己的小工厂。

巨型病毒在普通病毒与细菌之间,似乎构成了一条完整的演化链,因为它夹在中间,与普通病毒相比,它们更像是细菌,但与细菌相比,它们又像是病毒。

科学家们相信,在巨型病毒身上或许可以揭开病毒起源之谜。上一篇讲过,关于细胞的起源,目前有三种假说,一种是退化假说,一种是前细胞假说,另一种是逃逸假说

有意思的是,巨型病毒都能对这三种假说提供正面的证据。


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