在很长一段时间内,人类对于这个问题的答案都是:没有。

似乎病毒才是这个星球的主宰,种类繁多,分布广泛,几乎能感染和残害所有动物,植物和微生物。但反观自然界茫茫数以亿计的物种,似乎发现不了任何一种其他生物的食谱包含病毒。如此在某种意义上,小小的病毒也许统治了地球近40亿年。据研究估算,世界上病毒的数目大约是1031,比可见宇宙中的恒星总数还要多1亿倍,总重量则与250亿人的体重相当[1]。曾经的天花和今天的新冠也给人类带来沉重的灾难。龙珠超里比鲁斯(破壊神ビルス)名字的来源正是「virus」[2]

肆虐全球的COVID-19

自从人类于19世纪末发现病毒以来,对此的认知一直未改变,直到2008年才有了新的突破,地中海大学的 Bernard La Scola 和 Christelle Desnues 在这一年发现了一种能感染并消灭其他病毒的病毒,并将其命名为「Sputnik」(俄文,意为「旅伴」)[3],并引入了一个新的种类:噬病毒体(virophages,基于 bacteriophage,噬菌体)[4]。Sputnik 仅有18,000个碱基对,它与噬菌体不同,噬菌体在细菌内部独立复制传播;而Sputnik是一种卫星病毒,他需要依赖辅助病毒,基因才能复制和表达,并完成增殖的亚病毒,因此常伴随著其他病毒一起出现[5]

Sputnik

时间到了今年(2020年)9月,终于迎来了颠覆性进展。

美国Bigelow海洋科学实验室的单细胞基因组研究中心主任 Ramunas Stepanauskas 使用现代的单细胞基因序列技术对美国缅因湾大西洋西北部和西班牙加泰罗尼亚海域的表面海水的生物样品进行了测序。他们的数据表明,许多原生生物细胞具有多种非感染性病毒的DNA。这一有力的证据表明这些原生生物是以病毒而不是细菌为食[6]

Stepanauskas 于 Bigelow 海洋科学实验室

研究人员在海水样品里发现了各种各样的原生生物,其中一些是囊泡虫类(Alveolates),不等鞭毛类(Stramenopiles),绿藻类,蓝藻类,picozoans和choanozoans。这些生物中,只有 picozoans 和 choanozoans 不含叶绿体,也就是说,这两种原生生物是异养生物。而 choanozoans 更是现代动物与真菌的近亲。

经过基因测序发现,picozoans 和 choanozoans 的基因序列与噬菌体相似。并且,从缅因湾采摘的单细胞生物的基因组中和地中海地区的基因组中分别有19%和48%里发现有细菌DNA序列,这意味著这些原生生物曾经吃够细菌;病毒的DNA序列更为普遍,来自缅因湾和地中海的基因组种分别有51%和35%具有病毒DNA。值得注意的是,在 choanozoans 和 picozoans 的基因组中,100%的样本都含有病毒的DNA序列,但是相比之下细菌的DNA却很少。

左:choanozoans | 右:picozoans

科学家疑惑的是,这些病毒DNA是怎么来的呢?一般来说,在原生生物体内发现病毒DNA是因为被该病毒DNA感染。然而,Bigelow海洋科学实验室的 Julia Brown 发现,这些病毒几乎不可能感染所有被发现的生物。综上,科学家得出的结论是,picozoans 和 choanozoans 可能经常吃这些病毒。

这项发现解答了2007年发表在 PLOS ONE 杂志上的一个疑问,当时发现,picozoa 的取食器太小,只有150纳米,以至于无法吃掉细菌[7]。科学家一直困惑于他切割食物或捕食的方式。今天,这个问题迎刃而解。

Julia Brown 补充说,该病毒富含磷和氮,可以作为富含碳的饮食的良好补充。这些原生生物吃掉该病毒会减少其他生物的被感染数量,与此同时,病毒内的有机碳则沿食物链向上传播。

这是人类首次发现以病毒为食的非病毒生物,具有里程碑意义。

这个食物网中的全新节点,也让科学家对碳循环和整个食物网的结构都有了新的理解。病毒成为食物网中输送养料的重要一环,并让科学家们重新思考和定义之前构建的海洋食物网模型。

希望这个发现可以拉开医学史的新篇章。人类用抗生素对付细菌,但是对于病毒,只能靠自身的免疫系统(目前的主要手段,病毒疫苗也是靠激活人体的免疫系统起作用)。仅在18世纪,病毒就直接杀死了超过1.5亿人。如果科学界或医学界能从中找到和抗生素一样对付病毒的直接有效手段,这将拯救数以千万计的生命。

参考

  1. ^https://www.nationalgeographic.com/science/2020/04/factors-allow-viruses-infect-humans-coronavirus/#:~:text=An%20estimated%2010%20nonillion%20%2810%20to%20the%2031st,atmosphere%2C%20and%20lurking%20in%20miniscule%20motes%20of%20soil
  2. ^ドラゴンボールZ 神と神 - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/ドラゴンボールZ_神と神
  3. ^原文: fellow travellers https://www.nationalgeographic.com/science/phenomena/2008/08/07/the-virophage-a-virus-that-infects-other-viruses/
  4. ^https://www.nature.com/nature/journal/v455/n7209/abs/nature07218.html
  5. ^https://baike.baidu.com/item/卫星病毒
  6. ^https://blog.frontiersin.org/2020/09/24/choanozoan-and-picozoan-marine-protists-are-probably-virus-eaters-study/
  7. ^https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0059565


在自然界中,病毒几乎处处都是天敌。

病毒构造简单,只有一段核酸,外头裹著蛋白质。以生物来定义它,会发现它的能力非常有限,自己不能跑不能跳不能狩猎,无法自主获取物质和能量,简直就是生物中的废柴。虽然有蛋白质,外壳,但性状却少得可怜,耐不了高温,挨不住低温,既怕酸,又怕碱……折腾来折腾去,还是细胞内衣来伸手饭来张口冬天暖和夏天凉爽的生活环境最适合它们。而指定宿主之外的自然环境,对它们而言,多数都是致残、致命的!它不需要天敌,因为能杀灭它的东西到处都是,根本不需要有所专精。

而若以非生物来定义它,那它可牛哔坏了!自打它进入宿主细胞之后,那可是为所欲为所欲为所欲为所欲为所欲为……当然也不完全是这样。病毒需要一定的规模,才能给宿主造成实质性的损伤!原因,仍然是它身为生物,但遗传物质却少得可怜。即便在宿主细胞内,也未必就风调雨顺,它的宿主至少都是与它的家族共生了数百万年甚至数千万年的一方霸主,而这些宿主能够称霸这么久,就说明它们并未对这些宿主造成根本性的威胁。宿主即便没有专门用于歼灭它们的手段,单靠著恐怖的基因规模都能轻松杀败病毒集团!庞大的基因储备,让宿主们具有更多的生存可能性!天灾尚且不可致命,何况区区病毒?

然而,正如一位牛哔的哲学家所言:世上的一切不是已经达到平衡,就是处在趋向平衡的路上

病毒,与他们的宿主之间少说也争霸了数百万年甚至是数千万年,当然还有更久的故事。这么长的时间,早就让一切趋于平衡了。病毒既不能克死宿主,而宿主也无法全歼病毒。两个阵营将平衡维持了不知道多久,即便某一天某一方阵营突然解锁的新的技能,那也只能稍稍撼动一下这个平衡,最终一碗水还是会趋于平静。

天敌与否,不过是笑谈。


病毒的天敌是宿主的免疫系统,再高等生物是抗体、白细胞这些,在原核生物是Crisper。


应该是自己吧——灭活的病毒

石头有没有天敌?

风有没有天敌?

我写的这段话有没有天敌?

丫的一段遗传代码哪来的天敌?


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