病毒的另一面

于 涛



病毒的另一面

于 涛

说到病毒，人们首先想到的是它们所带来的致命疾病。的确，历史上病毒曾多次给人类带来沉重的打击。1918年的大流感横扫全球，死亡人数高达上千万；2003年爆发的非典型肺炎（SARS）至今让人心有余悸；2013年在中国爆发的禽流感和2014年在西非爆发的埃博拉则进一步加剧了人们对于病毒的恐惧。

除了急性致死性疾病，病毒感染导致的慢性疾病也给人类带来了巨大的伤害。目前，全球有超过5亿人感染乙型或丙型肝炎病毒，感染艾滋病（人类免疫缺陷病毒）的人数超过3000万。

在地球上，病毒的数量庞大得惊人，把一个普通玻璃杯中装满海水，你大约就握着上百亿个病毒，而整个大海里面病毒的数量更是多达1030。如果把地球上所有的病毒首尾相接连成一条长链，那么每秒能跑30万公里的光也需要花费 2 亿年才能从长链的一端跑到另一端。不过我们并不用担心，在这个病毒的“海洋”里，能对人类造成危害的仅占极小一部分。

病毒在特定条件下具有一定的生命特征，但自己却无法完成任何生命过程，它们不能代谢养料，不能产生能量，也不能作为其他生物的食物。对于病毒本身来说，它们存在的唯一目的就是感染宿主，然后利用宿主细胞的资源不断地扩增自己的数量，彻头彻尾就是一群“懒惰”的寄生物。不过，我们却绝对不能忽视它们的存在。

在病毒的“海洋”中，人类能够保持健康要归功于我们拥有一个完善的防卫系统，它不断地监视和清除来袭的病毒等病原体，如果这个系统出现问题，人体就会变得弱不禁风，这个防卫系统就是免疫系统。在生命起源的初期，免疫系统还没有完善地建立起来，免疫系统的进化是整个生命系统进化的重要基础，而免疫系统的进化则是在病毒等各种病原体的刺激下完成的。

生命在进化过程中要经历自然选择，也就是达尔文提出的“适者生存”。病毒感染对于生命来说就是一种选择压力，在病毒面前弱不禁风的个体会被淘汰掉，病毒因而成了生物进化的强大驱动力，它们筛选和保留下免疫力强大的个体，由此推动生命向更好的状态发展。

除了免疫系统和生存压力，病毒还在不同物种之间担任起了基因传递员的角色。据科学家估计，仅在海洋中，病毒每年就能在不同物种之间传递一万万亿个基因，这些基因的传递也是生物系统进化的重要方式。有一些基因进入新宿主体内后，能够给新宿主带来有利的生物学功能，这样的基因在进化过程中就有可能在新宿主的基因组内保存下来，并不断地传递下去。病毒促进了不同物种之间的基因交流，而这正是生物进化的重要途径之一。另外，病毒世界的基因多样性远远大于所有其他生物的基因多样性之和，病毒也因此成为地球上基因库重要的保存者。在现代测序技术的发展下，人类基因组已经得到破译，科学家惊奇地发现，在人类的基因组中竟然有高达10万条片段来自病毒，这些病毒基因片段占据了人类基因组的8%。

病毒在生态系统的平衡中也起着举足轻重的作用。在海洋里，每秒钟大约会发生1023次病毒感染，这些感染是导致海洋生物死亡的主要原因之一。除了动物，细菌也是病毒感染的重要目标。据估计，病毒每天会杀死海洋中几乎半数的细菌，释放出数10亿吨碳供其他生命体使用，这个过程也是大自然碳循环重要的组成部分。

另外，海洋中还生活着大量的聚球藻，它们承担了地球上约1/4的光合作用，为地球制造大量的氧气。科学家发现在这种藻类里，编码进行光合作用蛋白质的基因中有一些来自于病毒。而据科学家估计，地球上10%的光合作用都有病毒基因编码的蛋白参与。除此之外，地球上的藻类和细菌在维持地球大气中氧气和二氧化碳等气体的平衡上起到重要的作用，通过控制它们的数量，病毒也在间接地影响着气候。

对于我们自身来说，病毒所发挥的作用同样不可小觑。在我们的肠道里大约栖居着超过10万亿个细菌，它们构成了人们常说的肠道菌群。这些细菌对人体的健康非常重要，它们不但帮助人体消化食物，参与能量代谢，还影响着人体免疫系统的功能。有研究表明，人类肠道里病毒的数量比细菌还要多，它们除了帮助人类控制肠道菌群的平衡，可能也具有直接的益生作用。

（作者为科学松鼠会成员）

本栏责编：秦丹

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