在我们所生活的世界里,病毒可谓无处不在。肆虐全球的新冠病毒,只是人类经历过的无数病毒中的一种。此前天花、黄热病、流感、艾滋病等病毒无一不给人类健康造成了巨大的伤害。人类在与病毒抗争的过程中,除去疾病和死亡,还与病毒形成了微妙的共存关系。
从宏观进化的角度来看,为什么说病毒是生命起源与进化的必然结果?亿万年间,病毒经历了怎样的演化?人类进化甚至为病毒的传播“推波助澜”?澎湃问吧邀请生物学博士史钧,一起聊聊人类如何与病毒“相爱相杀”。
为什么是相爱相杀?
@小兔兔:为何说是相爱相杀呢?普通人心目中只有“相杀”?
史钧:人与病毒“相爱相杀”是一个宏观的说法,就是从漫长的生命进化史来看待这个问题,如果没有病毒的驱动,就不会产生如此复杂的生物多样性,也很难产生人类。
就算在当下,如果所有病毒消失,那么人类也将随之消失,因为病毒是自然环境中不可缺少的一个环节,没有病毒的制约,细菌和真菌将泛滥成灾,对所有多细胞生物都是致命的威胁。失去病毒的生态系统将很快崩溃,细菌和藻类将无节制地疯狂繁殖,迅速成为世界的主宰,大量消耗各种资源,直到将地球变成死寂的废墟。
在病毒消失后的数小时内,人类消化道和呼吸道内的细菌由于失去了噬菌体的压制而迅速失控,肚子因细菌发酵而膨胀;肺部因细菌堵塞而呼吸困难;免疫系统因忙于镇压细菌而崩溃。不过痛苦不会持续太久,死亡就会随之而来。死前我们一定会怀念病毒,期待它们像齐天大圣那样踏着七彩祥云回到我们身边,为我们抵御各种疾病的侵袭。
那时我们才会真正明白病毒的价值。尽管病毒可能是最致命的敌人,但同时也是最可贵的盟友。至于我们更多地感受到“相杀”,是针对某些特定的病毒,比如新冠病毒产生的感觉。但绝大多数病毒是冤枉的。
@Puzz康:为什么说病毒对人类进化产生了影响?病毒为人体带来哪些变得更好更强的变化?
史钧:在人类的进化过程中,向前追溯到爬行动物时期,病毒在塑造人体形态、提高人类脑容量、改变人类的生育模式等方面,都有着不可忽略的重要作用。比如科学家相信,人类脑容量的大幅提升,与早期病毒感染造成的脑组织扩增有关。还有的病毒强化了人类的心脏供血能力,使人类在长途奔跑过程中可以为机体提供充足的氧气。
当然,这些好的变化需要在漫长的时间内才能显示出来,指望新冠病毒突然给人类带来巨大的意外优势,可能不太现实。不过在筛选免疫能力方面,可能会有一定的效果。但在现代医疗条件下,这些效果也不如以前那么明显了。毕竟人类已经不再单纯依靠免疫能力来与病毒作战,现代医疗与医药都起到了重要的辅助作用。
@T文生:这次新冠给人类进化带来什么“好处”或者“坏处”?
史钧:首先需要说明的是,流行性疫情一直是人类历史中的常态,只是过去五十年中,得益于现代医学的发展及抗生素与疫苗的普及,人类享受了一段空前安宁的生活,使人类差点忘记了,人类只是自然系统中的一个成员,无节制的发展必然遭到狙击。病毒就是一种狙击方式。大量人口聚集式的生活和远距离行动能力,给病毒提供了绝佳的传播良机。
这次新冠使人类真切感受到了病毒对人类社会的破坏程度,将会引起人类的空前重视。将医学研究的重点从诸如细菌、肿瘤、心血管疾病等领域,不断转移到病毒学领域。如果人类能像控制细菌那样控制病毒,将对人类发展产生巨大的推动作用。坏处就是,这一天不会很快到来。因为病毒比细菌难对付得多。
病毒冷知识
@小兔兔:病毒是外来词吗?为何不用一个中性一些的词语?
史钧:病毒肯定是外来词,但中文以前也有病毒这个词,不过是一个不太清晰的中医概念,认为是一些可以致病的有毒性的物质,直到1949年以后,病毒这个中文词汇才慢慢跟virus对应起来,专门用来指代我们现在说的病毒,以前都是泛指病毒、细菌甚至有毒物质的。至于为什么不用中性物质,是因为人类认识病毒,就是从致病性病毒开始的。后来才知道有大量中性病毒存在,但名称一旦固定,就很难再改了。
@旁白:病毒有明确的对手吗?
史钧:有啊,所有被病毒寄生的物种都是病毒的对手,连细菌都在想方设法排除病毒的干扰,更不要说人类了。病毒和所有生物都形成了相对平衡状态,甚至基本上处于被压制状态。你想,假如新冠病毒没有对手,那岂不是要把地球上的人全部清空?它做不到,因为它遇到了人类的强力反制。
小兔兔:有没有病毒感染病毒?
史钧:有,有一些巨型病毒内部就有小型病毒寄生。寄生在巨型病毒内部的更小的迷你病毒,利用巨型病毒的机器大量复制自己的基因,从而成为病毒的病毒,研究人员称之为噬病毒体(virophage)。
@tintlittlebit:细菌感染和病毒感染有什么不同?哪个对人类更不友好?
史钧:细菌感染主要在细胞外部,病毒感染主要在细胞内部。细菌感染可以用抗生素对症治疗,病毒感染目前缺少特别有效且安全的治疗方案。因为细菌有自已的代谢系统,而且和人类的代谢系统不太一样,人类可以针对细菌的代谢系统对其进行狙击,同时对人类细菌不构成严重威胁,这就是抗生素对细菌有效的主要原因。
而病毒没有自己的代谢系统,它在利用人类的代谢系统。因此很难针对病毒进行特异性的狙击而不干扰人类自身。这就是病毒难以处理的地方。至于哪种更不友好,不好一概而论。如果具体到特定的细菌和病毒,倒是有可能比较一下,比如狂犬病病毒肯定更不友好,而大肠杆菌几乎没有什么害处。但霍乱杆菌作为细菌,也很不友好,鼻病毒就几乎没有什么坏处。
@zzZ多喝白开水:科幻电影中,病毒变异使人变成“蜘蛛侠”、“变种人”这样的情节,在进化论和科学角度来看有可能成真吗?
史钧:那只是幻想而已。病毒对生物体的改造是漫长的过程,比如合胞病毒对于胎盘动物的进化起到了促进作用,但要在以百万年计的尺度上才能观察到。而且病毒对生命体的修改,只能在生命体已有的基础上进行,而很难凭空进行大幅度变形。至于变成蜘蛛侠这种形式,则完全是出于娱乐需要。
唯一被团灭的病毒:天花
@tintlittlebit:为什么天花是为数不多的,被人类彻底团灭的病毒?
史钧:我在《进击的病毒》一书中曾提到这个问题,这里直接贴过来供你参考。
天花能被人类彻底打败,主要因为天花病毒是双链DNA病毒,很少发生变异,所以很少出现新的病毒版本。正因为结构保守,蛋白质抗原长期不变,宿主可以终身免疫。而疫苗的大面积使用,则有效压缩了病毒的生存空间,直到将其逼入绝境。另一方面,也是因为天花在人类社会传播太久,已经失去了感染其他生物的能力。它唯一的宿主就是人类。只要免疫地球上所有的人,天花就无处存活。还有一点就是,天花的症状特别典型,就算没有医学经验的人,看了一眼也能知道那是天花。典型的病症除了方便及时诊断外,还可以起到一定的隔离作用。当大家都知道要远离病患时,就等于建起了一道安全屏障。
@三五一十五:人类在对抗病毒的过程中有哪些有意思的事情发生呢?
史钧:人类对疫苗的抵触情绪是一贯的。
消灭天花曾经被作为公共管理体系对抗病毒的成功范例,然而就在天花疫苗接种历史进程中,也集中展示了公共管理的困境。很少有人能想到,当初立下汗马功劳的天花疫苗,大面积推广接种的过程并非一帆风顺。只要一念之差,就可能会给天花病毒留下巨大的生存空间。
1871年,英国政府规定,所有拒绝给孩子接种牛痘的父母都将受到处罚,可能是罚款,也可能是监禁。尽管如此,一位著名的牧师仍然极力抵制牛痘接种。他认为“天花是上帝的天恩”,凡人不能逆天行事。接种牛痘违背了神的旨意,也违背了自然的规律,自然规律就是上帝制订的条款。这些抵制接种的匪夷所思的牵强说法,在当时却得到了广泛的支持。有人认为强制接种并不公平。富人如果抵制接种,完全可以交付罚款了事。而穷人则只能蹲监狱。更加冠冕堂皇的反对理由是,他们担心政府过分重视医生的意见,而忽略了普通公民的意愿。他们甚至怀疑议会被一群医生所把持,利用牛痘践踏整个社会。
还有一些人则相信一种奇怪的说法,他们担心接种牛痘会让人变成牛,至少出现部分牛的特征,比如头上长出牛的犄角,声音也会变得如同牛叫。这些五花八门的反对者联合了起来,在英国组织了反对接种牛痘联盟,顽固地抑制接种牛痘。有些上流社会的妇女尽管勉强同意接种,也只允许在脚踝处接种。因为脚踝离头部比较远,只有这样才能阻止头上长出犄角。还有人怀疑接种疫苗会污染人体血液,伤害整个躯体,加大了感染梅毒等致命疾病的风险。
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