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读书笔记 | 病毒与细胞间的持久战,协同进化

读书笔记 | 病毒与细胞间的持久战,协同进化

作者: 梦里依稀风铃 | 来源:发表于2023-01-06 22:51 被阅读0次

    《三国演义》中有两位聪明绝顶的人物:周瑜与诸葛亮。由于他们服务于两个不同的国家,常常斗智斗勇,互不服气,但又有一点儿彼此欣赏。周瑜曾感叹说:“老天既然生了我周瑜,为什么还生出诸葛亮呢?”

    其实病毒与宿主细胞之间的关系,也有点儿像周瑜与诸葛亮:两者都想战胜对方,但是常常互有胜负,似乎谁也占不了绝对的优势。

    病毒与宿主细胞之间,在亿万年间进行了无数次的较量,至今也没有分出胜负。在这场旷日持久的战争中,双方都受到自然选择的驱动,因而存在着协同进化的关系。

    有人认为,在大约40亿年前,地球上生命起源之初,病毒与非病毒生物之间,就采取了两套完全不同的策略。

    两者在迈入生命的“门槛”之前便分道扬镳。病毒“选择”走极简主义之路,始终保持最简单的结构——遗传物质加上保护它的蛋白质外壳。病毒没有细胞,没有新陈代谢,没有能量消耗,不需要觅食、生长、求偶、交配等“维持生计”的种种耗能”的生命活动。病毒是单纯的基因运载器,利用生物宿主的细胞“借腹生子”,进行自我复制,因而至今被视为非生命体。

    而非病毒生物从单细胞生物(比如细菌等)开始,向着越来越复杂的方向演化,为了生存和繁殖,费尽了心机,各显神通,最后演化出缤纷多彩、最美丽、最奇妙的生命世界(即地球上的生物多样性)。

    病毒的起源与演化

    科学家公认,病毒在地球上分布极广,超过任何一种生物。从南极到北极,从沙漠到海洋,从高空到地下,从细菌、动植物身上到人体内外,病毒无处不在。

    病毒的种类和数量可能远远超过地球上所有生命体的总和。从病毒的数量与广泛分布上看,今天的病毒是长期演化的结果。

    那么,病毒是如何起源和演化的呢?

    部分科学家认为,病毒的起源是个渐进的过程。最早可能起源于核酶,核酶是具有催化特定生物化学反应功能的RNA分子,它跟“类病毒”有些相似(请注意:类病毒是核酸类酶,但并非所有核酸类酶都是病毒)。类病毒是一种具有传染性的单链RNA病原体,比病毒还要小,而且没有蛋白质外壳。

    类病毒的活性遗传物质,在获取了几个结构蛋白之后,获得了从一个细胞内出来并进入另一个细胞的能力,于是就演化成了穿梭于细胞间的具有感染性的病毒。

    另一些科学家则认为,病毒的起源是个倒退的过程。病毒是具有细胞的有机物退化而来的残留物。微生物学家一般认为,某些细菌是细胞内寄生物,是从独立生存的有机体那里演化而来的。或许现在的病毒,也是因为采取了寄生复制的策略,而从原本独立生存的有机体那里退化出来的产物。

    还有一些科学家认为,简单的、能够复制的RNA分子在细胞生命出现之前就已经存在了,并有了传染性,感染了最初出现的细胞。因此,实际上病毒是所有生物的祖先

    到目前为止,在这三种假说中,还没有哪一种假说可以成为定论。

    也有科学家认为,或许病毒起源不止一次,也不一定只是通过一种方式起源的。也许所有病毒的起源方式,我们目前压根儿还没有认识到。

    跟非病毒生物的演化一样,病毒的演化也是受自然选择驱动的。

    那么,什么是自然选择呢?

              自然选择学说

    自然选择是英国博物学家达尔文在《物种起源》里提出的理论。了解什么是自然选择,还要从他在“人工选择”现象中的发现说起。

    我们日常生活中很多动植物,都是通过人工选择的筛选和培育而变成今天这个样子的。

    比如,达尔文发现,我们平常吃的白花菜、西兰花、卷心菜、苤蓝(大头菜)和羽衣甘蓝(一种沙拉中常用的洋菜)等蔬菜,都是用“人工选择”的方法,从同一种野生甘蓝培育出来的。

    这是人们根据遗传原理,按照自己的喜好,在野生甘蓝中特意选择某些花或叶或根比较发达的留种,利用个体变异,一代一代地培育出来的。

    所以,经过很多世代之后,有的品种的花变得越来越大(花菜),有的叶子变得越来越大(卷心菜),有的根变得越来越大(大头菜),这是人工选择的结果。

    同样,世界上现在有300多种不同品种的狗,都是从同一个野生物种——狼,经过人们世世代代的选择、培育和驯化,即“人工选择”产生出来的。

    比如在选育善于奔跑的猎犬时,人们选择腿长、跑得快的,抛弃腿短、跑得慢的。而在选择宠物犬时,就迎合不同主人的不同偏好,有的狗小巧玲珑、有的性情温顺、有的甜美讨喜,等等。

    还有各种家畜品种,也是经过长期“人工选择”而形成的,比如产奶多的奶牛、瘦肉型猪、毛质好的绵羊、跑得快或能负重的马等。这些都是因为生物本身在遗传中发生变异,而人们有意识地选择自己喜欢的或对人类有用的变异、淘汰自己不喜欢的或用处不大的变异,从而形成了五花八门的不同品种。达尔文把这种人为的力量称作“人工选择”。

    <未完>

    2023-1    风铃

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