在蓝色的天空，或是广袤的大地，或是深邃的海洋，你能看到，或者听到，那就是生命。生命无处不在，在你视力所能及的范围，也在你所不能及的范围。它可以是静谧的，静谧得让你感觉不到它还存在；它可以是喧嚣的，以至于所到之处，风起浪涌。比如说病毒。
每个生命都有自己所谓的归宿，鸟儿是属于天空的，鱼儿是属于海洋的，而病毒，它无处不在。谈到病毒我们无不色变，那是因为曾经的SARS，H5N1流感，以及尚未偃旗息鼓的H1N1。除此之外还有爱滋病毒，埃博拉病毒……它们的出现在于对另一些生命的威胁，他们的生活方式称为寄生，因为它们无法单独生存，只能依附于其他的生命，也就是宿主。
无论是细菌还是高等生物，无论是植物还是动物，病毒的宿主无处不在。只要是有宿主的地方病毒都会存在。每种病毒都有自己特有的寄主，细菌的病毒特称为噬菌体，还有动物病毒，植物病毒。病毒不需要细胞结构，一份遗传物质再加上外面包裹的保护蛋白足以让他们生活得很惬意。吃穿不愁，因外在宿主的体内什么都有，甚至有时连遗传物质复制的酶都从宿主那里获取。他们有和相应宿主类似的复制系统，有能够特异感染宿主的致病蛋白，有很高的繁殖以及变异的能力，所以，它们看起来无所不能，以至于让宿主饱受其害。一种病毒治疗方法的攻破是让人很欣慰的事情，而一旦病毒产生了变异，那将会造成巨大恐慌，比如最新发生的这些病毒，H5N1，H1N1。其实它们原本没有那么可怕，并且不感染人类，而变异后的后果我们都已经领教到了它们的厉害。
如此庞大的生命为何会惧怕病毒？就在病毒肆意的时刻我们不得不去思考生命为何会这样？而这样的生命方式又蕴藏着什么样的奥秘？关于病毒起源的探讨不仅可以帮助我们很好防御病毒，同时也可以深入了解生命的进化。而这个问题也一直是科学界探讨的热点。
宿主拥有庞大的遗传物质，在宿主体内有许多像病毒一样的被蛋白包裹的遗传物质，染色体就是一团包裹了蛋白的遗传物质，那么是否可以认为病毒是宿主遗失的一部分呢？这个假设可以解释很多问题，比如病毒的宿主特异性，病毒如果是宿主染色质的一部分，那使用宿主本身的复制系统也是理所当然了。这个假设其实回答了两个问题，首先病毒在宿主之后产生，然后两者的关系是自己而不是异己。同样也可以解释另外一个问题，就是关于病毒的分类问题。我们传统上将物种分为三类，也就是进化树上的三个分支，真细菌，古细菌，真核生物。当谈到病毒归类的时候，它是否应该是第四个分支呢？而如果把它作为第四个分支的话，病毒与病毒之间实际上差异太大，以至于找不到遗传上的共同特征。那么如此看来按照之前说的假设，即病毒来源于宿主，这样就可以解释为什么它们会那么多样化了。
而实际上随着研究的深入发现有些病毒可以有自己的复制酶，比如T4噬菌体，它的T4 DNA聚合酶不同于它的宿主大肠杆菌。除此之外科学家们还发现不同病毒的外壳蛋白有些是共有的，也就是说如果病毒分类按照它们各自宿主划分的三个分支里的话，理论上这些病毒应该无重合之处。那么既然如此，病毒来自于宿主的说法显然已有些站不住脚。Forterre博士提出了另一个假设，即病毒原始生命，先于它们的DNA宿主，并且是因病毒的出现推动各个分支DNA宿主的演化。
理解Forterre博士的这一假设之前我们需要了解关于进化的另一个假设。RNA是最原始的生命形式，它的产生推动了DNA的产生。为什么会有这个假说呢？我们知道在细胞中，DNA只是作为遗传物质存在，而RNA不仅可以作为遗传物质，它还可以作为催化生命过程的酶而存在。那么这样就很容易想象在生命形成之前酶的存在很必要，如果这样的话，一种既可以作为遗传物质又可以当酶的物质很有可能就是最原始的生命形式，因此认为RNA比DNA要古老，并且比蛋白古老。RNA形式的宿主最初出现，并且演化出遗传和代谢机制，而在这时RNA病毒开始出现，利用宿主获得能量达到自身的繁殖。这些RNA病毒很可能就是目前RNA病毒的祖先，例如流感病毒，HIV。而实际上RNA是很不稳定的相对于DNA，并且RNA形式的病毒在宿主体内所面临的防御更多，宿主可以通过RNAi将RNA病毒的遗传物质失活，并且很容易将病毒基因组切割。DNA形式的病毒则不会遭遇这样的待遇，因此RNA病毒为了利于自身的生存而进化成双链DNA，这被看作是RNA世界向DNA世界进化的转折点。
按照Forterre博士的假设，RNA病毒存在于它们的RNA宿主体内的时候为了使自身生存下来需要进化成DNA形式的病毒，因为这种形式最稳定，复制的时候不容易出错，并且可以较好地逃避宿主攻击。这样在长期进化过程中随着遗传物质的转移DNA片段被很好地固定下来并且逐渐变长，染色体RNA部分却越来越小。如此而来，宿主也变成了DNA形式，至于病毒，只保留了一部分RNA病毒。因为高等复杂的生物对遗传物质的要求更高，而病毒则不是，所以当它的宿主都被替换成了DNA形式的时候，它仍然可以保留一部分RNA形式。
这个假设提出后遭到了部分科学家的质疑，其中包括Penny，他认为RNA宿主如果在变成DNA形式之前就是复杂生物简直是不可能的，因为RNA系统太不稳定而无法支持复杂的生命系统。也有支持者，比如Koonin，同时他也对于生命的起源进行了修饰和补充。他认为遗传上的三个分支并非单独进化而来，因为古细菌和真核生物拥有十分相似的复制系统，因此它们两个分支是从同一个祖先进化而来。另外他认为生命原来发生于一个共同液体环境中，每一个包裹遗传物质的团可以实现一种功能，许多这样的团聚集在一个体系中变可以实现更多不同功能。而被包裹的这些物质就是RNA，因为它可以最快的实现复制遗传。久而久之一些重要的团被筛选出来共同作用，它们的遗传物质也集中在一起，这便形成了病毒，地球上最早的生命。
关于对病毒的探讨一直没有停息，因为它太简单，可以让人一目了然，而它又太神秘，以至于仔细想想它甚至可以担当起生命起源的重任。小病毒，大智慧，真的不简单啊。其实病毒不单单只有坏处，关于它的蛋白外壳的结构一直是一件很奇妙的事情，以至于可以借鉴到建筑学上。病毒侵染宿主细胞的机理也被当成基因治疗，以及基因功能研究的工具。即便是这样，病毒的坏处还是让人胆战心惊。伴随着我们进化的病毒究竟应该给予它一个如何的定位？这仍将是大家关心的问题。鉴于目前我们所了解的这些病毒仅限于对人畜，或是一些重要植物致病的病毒，实际只是很少一部分。对于病毒的探讨未来还有很多道路要走。
（作者：中国科学院北京基因组研究所 马利娜 基因组所多米诺基因科普协会，中科院；来源：http://geneworld.kepu.cn/）
主要参考文献
Zimmer, C. (2006). “Did DNA Come From Viruses?” Science 312(5775): 870-872.
Ash, C., S. Hurtley, et al. (2006). “Paradigms in the Virosphere.” Science 312(5775): 869-.
Robinson, N. P. and S. D. Bell (2007). “Extrachromosomal element capture and the evolution of multiple replication origins in archaeal chromosomes.” Proc Natl Acad Sci U S A 104(14): 5806-11.
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