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為什么說病毒是人類的“盟友”?
在我們所生活的世界里,病毒可謂無處不在。肆虐全球的新冠病毒,只是人類經歷過的無數病毒中的一種。此前天花、黃熱病、流感、艾滋病等病毒無一不給人類健康造成了巨大的傷害。人類在與病毒抗爭的過程中,除去疾病和死亡,還與病毒形成了微妙的共存關系。
從宏觀進化的角度來看,為什么說病毒是生命起源與進化的必然結果?億萬年間,病毒經歷了怎樣的演化?人類進化甚至為病毒的傳播“推波助瀾”?澎湃問吧邀請生物學博士史鈞,一起聊聊人類如何與病毒“相愛相殺”。
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為什么是相愛相殺?
@小兔兔:為何說是相愛相殺呢?普通人心目中只有“相殺”?
史鈞:人與病毒“相愛相殺”是一個宏觀的說法,就是從漫長的生命進化史來看待這個問題,如果沒有病毒的驅動,就不會產生如此復雜的生物多樣性,也很難產生人類。
就算在當下,如果所有病毒消失,那么人類也將隨之消失,因為病毒是自然環境中不可缺少的一個環節,沒有病毒的制約,細菌和真菌將泛濫成災,對所有多細胞生物都是致命的威脅。失去病毒的生態系統將很快崩潰,細菌和藻類將無節制地瘋狂繁殖,迅速成為世界的主宰,大量消耗各種資源,直到將地球變成死寂的廢墟。
在病毒消失后的數小時內,人類消化道和呼吸道內的細菌由于失去了噬菌體的壓制而迅速失控,肚子因細菌發酵而膨脹;肺部因細菌堵塞而呼吸困難;免疫系統因忙于鎮壓細菌而崩潰。不過痛苦不會持續太久,死亡就會隨之而來。死前我們一定會懷念病毒,期待它們像齊天大圣那樣踏著七彩祥云回到我們身邊,為我們抵御各種疾病的侵襲。
那時我們才會真正明白病毒的價值。盡管病毒可能是最致命的敵人,但同時也是最可貴的盟友。至于我們更多地感受到“相殺”,是針對某些特定的病毒,比如新冠病毒產生的感覺。但絕大多數病毒是冤枉的。
@Puzz康:為什么說病毒對人類進化產生了影響?病毒為人體帶來哪些變得更好更強的變化?
史鈞:在人類的進化過程中,向前追溯到爬行動物時期,病毒在塑造人體形態、提高人類腦容量、改變人類的生育模式等方面,都有著不可忽略的重要作用。比如科學家相信,人類腦容量的大幅提升,與早期病毒感染造成的腦組織擴增有關。還有的病毒強化了人類的心臟供血能力,使人類在長途奔跑過程中可以為機體提供充足的氧氣。
當然,這些好的變化需要在漫長的時間內才能顯示出來,指望新冠病毒突然給人類帶來巨大的意外優勢,可能不太現實。不過在篩選免疫能力方面,可能會有一定的效果。但在現代醫療條件下,這些效果也不如以前那么明顯了。畢竟人類已經不再單純依靠免疫能力來與病毒作戰,現代醫療與醫藥都起到了重要的輔助作用。
@T文生:這次新冠給人類進化帶來什么“好處”或者“壞處”?
史鈞:首先需要說明的是,流行性疫情一直是人類歷史中的常態,只是過去五十年中,得益于現代醫學的發展及抗生素與疫苗的普及,人類享受了一段空前安寧的生活,使人類差點忘記了,人類只是自然系統中的一個成員,無節制的發展必然遭到狙擊。病毒就是一種狙擊方式。大量人口聚集式的生活和遠距離行動能力,給病毒提供了絕佳的傳播良機。
這次新冠使人類真切感受到了病毒對人類社會的破壞程度,將會引起人類的空前重視。將醫學研究的重點從諸如細菌、腫瘤、心血管疾病等領域,不斷轉移到病毒學領域。如果人類能像控制細菌那樣控制病毒,將對人類發展產生巨大的推動作用。壞處就是,這一天不會很快到來。因為病毒比細菌難對付得多。
病毒冷知識
@小兔兔:病毒是外來詞嗎?為何不用一個中性一些的詞語?
史鈞:病毒肯定是外來詞,但中文以前也有病毒這個詞,不過是一個不太清晰的中醫概念,認為是一些可以致病的有毒性的物質,直到1949年以后,病毒這個中文詞匯才慢慢跟virus對應起來,專門用來指代我們現在說的病毒,以前都是泛指病毒、細菌甚至有毒物質的。至于為什么不用中性物質,是因為人類認識病毒,就是從致病性病毒開始的。后來才知道有大量中性病毒存在,但名稱一旦固定,就很難再改了。
@旁白:病毒有明確的對手嗎?
史鈞:有啊,所有被病毒寄生的物種都是病毒的對手,連細菌都在想方設法排除病毒的干擾,更不要說人類了。病毒和所有生物都形成了相對平衡狀態,甚至基本上處于被壓制狀態。你想,假如新冠病毒沒有對手,那豈不是要把地球上的人全部清空?它做不到,因為它遇到了人類的強力反制。
小兔兔:有沒有病毒感染病毒?
史鈞:有,有一些巨型病毒內部就有小型病毒寄生。寄生在巨型病毒內部的更小的迷你病毒,利用巨型病毒的機器大量復制自己的基因,從而成為病毒的病毒,研究人員稱之為噬病毒體(virophage)。
@tintlittlebit:細菌感染和病毒感染有什么不同?哪個對人類更不友好?
史鈞:細菌感染主要在細胞外部,病毒感染主要在細胞內部。細菌感染可以用抗生素對癥治療,病毒感染目前缺少特別有效且安全的治療方案。因為細菌有自已的代謝系統,而且和人類的代謝系統不太一樣,人類可以針對細菌的代謝系統對其進行狙擊,同時對人類細菌不構成嚴重威脅,這就是抗生素對細菌有效的主要原因。
而病毒沒有自己的代謝系統,它在利用人類的代謝系統。因此很難針對病毒進行特異性的狙擊而不干擾人類自身。這就是病毒難以處理的地方。至于哪種更不友好,不好一概而論。如果具體到特定的細菌和病毒,倒是有可能比較一下,比如狂犬病病毒肯定更不友好,而大腸桿菌幾乎沒有什么害處。但霍亂桿菌作為細菌,也很不友好,鼻病毒就幾乎沒有什么壞處。
@zzZ多喝白開水:科幻電影中,病毒變異使人變成“蜘蛛俠”、“變種人”這樣的情節,在進化論和科學角度來看有可能成真嗎?
史鈞:那只是幻想而已。病毒對生物體的改造是漫長的過程,比如合胞病毒對于胎盤動物的進化起到了促進作用,但要在以百萬年計的尺度上才能觀察到。而且病毒對生命體的修改,只能在生命體已有的基礎上進行,而很難憑空進行大幅度變形。至于變成蜘蛛俠這種形式,則完全是出于娛樂需要。
唯一被團滅的病毒:天花
@tintlittlebit:為什么天花是為數不多的,被人類徹底團滅的病毒?
史鈞:我在《進擊的病毒》一書中曾提到這個問題,這里直接貼過來供你參考。
天花能被人類徹底打敗,主要因為天花病毒是雙鏈DNA病毒,很少發生變異,所以很少出現新的病毒版本。正因為結構保守,蛋白質抗原長期不變,宿主可以終身免疫。而疫苗的大面積使用,則有效壓縮了病毒的生存空間,直到將其逼入絕境。另一方面,也是因為天花在人類社會傳播太久,已經失去了感染其他生物的能力。它唯一的宿主就是人類。只要免疫地球上所有的人,天花就無處存活。還有一點就是,天花的癥狀特別典型,就算沒有醫學經驗的人,看了一眼也能知道那是天花。典型的病癥除了方便及時診斷外,還可以起到一定的隔離作用。當大家都知道要遠離病患時,就等于建起了一道安全屏障。
@三五一十五:人類在對抗病毒的過程中有哪些有意思的事情發生呢?
史鈞:人類對疫苗的抵觸情緒是一貫的。
消滅天花曾經被作為公共管理體系對抗病毒的成功范例,然而就在天花疫苗接種歷史進程中,也集中展示了公共管理的困境。很少有人能想到,當初立下汗馬功勞的天花疫苗,大面積推廣接種的過程并非一帆風順。只要一念之差,就可能會給天花病毒留下巨大的生存空間。
1871年,英國政府規定,所有拒絕給孩子接種牛痘的父母都將受到處罰,可能是罰款,也可能是監禁。盡管如此,一位著名的牧師仍然極力抵制牛痘接種。他認為“天花是上帝的天恩”,凡人不能逆天行事。接種牛痘違背了神的旨意,也違背了自然的規律,自然規律就是上帝制訂的條款。這些抵制接種的匪夷所思的牽強說法,在當時卻得到了廣泛的支持。有人認為強制接種并不公平。富人如果抵制接種,完全可以交付罰款了事。而窮人則只能蹲監獄。更加冠冕堂皇的反對理由是,他們擔心政府過分重視醫生的意見,而忽略了普通公民的意愿。他們甚至懷疑議會被一群醫生所把持,利用牛痘踐踏整個社會。
還有一些人則相信一種奇怪的說法,他們擔心接種牛痘會讓人變成牛,至少出現部分牛的特征,比如頭上長出牛的犄角,聲音也會變得如同牛叫。這些五花八門的反對者聯合了起來,在英國組織了反對接種牛痘聯盟,頑固地抑制接種牛痘。有些上流社會的婦女盡管勉強同意接種,也只允許在腳踝處接種。因為腳踝離頭部比較遠,只有這樣才能阻止頭上長出犄角。還有人懷疑接種疫苗會污染人體血液,傷害整個軀體,加大了感染梅毒等致命疾病的風險。
《進擊的病毒》,史鈞著,世界圖書出版公司,2021年12月
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