在很長一段時間內,人類對於這個問題的答案都是:沒有。

似乎病毒纔是這個星球的主宰,種類繁多,分佈廣泛,幾乎能感染和殘害所有動物,植物和微生物。但反觀自然界茫茫數以億計的物種,似乎發現不了任何一種其他生物的食譜包含病毒。如此在某種意義上,小小的病毒也許統治了地球近40億年。據研究估算,世界上病毒的數目大約是1031,比可見宇宙中的恆星總數還要多1億倍,總重量則與250億人的體重相當[1]。曾經的天花和今天的新冠也給人類帶來沉重的災難。龍珠超裏比魯斯(破壊神ビルス)名字的來源正是「virus」[2]

肆虐全球的COVID-19

自從人類於19世紀末發現病毒以來,對此的認知一直未改變,直到2008年纔有了新的突破,地中海大學的 Bernard La Scola 和 Christelle Desnues 在這一年發現了一種能感染並消滅其他病毒的病毒,並將其命名為「Sputnik」(俄文,意為「旅伴」)[3],並引入了一個新的種類:噬病毒體(virophages,基於 bacteriophage,噬菌體)[4]。Sputnik 僅有18,000個鹼基對,它與噬菌體不同,噬菌體在細菌內部獨立複製傳播;而Sputnik是一種衛星病毒,他需要依賴輔助病毒,基因才能複製和表達,並完成增殖的亞病毒,因此常伴隨著其他病毒一起出現[5]

Sputnik

時間到了今年(2020年)9月,終於迎來了顛覆性進展。

美國Bigelow海洋科學實驗室的單細胞基因組研究中心主任 Ramunas Stepanauskas 使用現代的單細胞基因序列技術對美國緬因灣大西洋西北部和西班牙加泰羅尼亞海域的表面海水的生物樣品進行了測序。他們的數據表明,許多原生生物細胞具有多種非感染性病毒的DNA。這一有力的證據表明這些原生生物是以病毒而不是細菌為食[6]

Stepanauskas 於 Bigelow 海洋科學實驗室

研究人員在海水樣品裏發現了各種各樣的原生生物,其中一些是囊泡蟲類(Alveolates),不等鞭毛類(Stramenopiles),綠藻類,藍藻類,picozoans和choanozoans。這些生物中,只有 picozoans 和 choanozoans 不含葉綠體,也就是說,這兩種原生生物是異養生物。而 choanozoans 更是現代動物與真菌的近親。

經過基因測序發現,picozoans 和 choanozoans 的基因序列與噬菌體相似。並且,從緬因灣採摘的單細胞生物的基因組中和地中海地區的基因組中分別有19%和48%裏發現有細菌DNA序列,這意味著這些原生生物曾經喫夠細菌;病毒的DNA序列更為普遍,來自緬因灣和地中海的基因組種分別有51%和35%具有病毒DNA。值得注意的是,在 choanozoans 和 picozoans 的基因組中,100%的樣本都含有病毒的DNA序列,但是相比之下細菌的DNA卻很少。

左:choanozoans | 右:picozoans

科學家疑惑的是,這些病毒DNA是怎麼來的呢?一般來說,在原生生物體內發現病毒DNA是因為被該病毒DNA感染。然而,Bigelow海洋科學實驗室的 Julia Brown 發現,這些病毒幾乎不可能感染所有被發現的生物。綜上,科學家得出的結論是,picozoans 和 choanozoans 可能經常喫這些病毒。

這項發現解答了2007年發表在 PLOS ONE 雜誌上的一個疑問,當時發現,picozoa 的取食器太小,只有150納米,以至於無法喫掉細菌[7]。科學家一直困惑於他切割食物或捕食的方式。今天,這個問題迎刃而解。

Julia Brown 補充說,該病毒富含磷和氮,可以作為富含碳的飲食的良好補充。這些原生生物喫掉該病毒會減少其他生物的被感染數量,與此同時,病毒內的有機碳則沿食物鏈向上傳播。

這是人類首次發現以病毒為食的非病毒生物,具有里程碑意義。

這個食物網中的全新節點,也讓科學家對碳循環和整個食物網的結構都有了新的理解。病毒成為食物網中輸送養料的重要一環,並讓科學家們重新思考和定義之前構建的海洋食物網模型。

希望這個發現可以拉開醫學史的新篇章。人類用抗生素對付細菌,但是對於病毒,只能靠自身的免疫系統(目前的主要手段,病毒疫苗也是靠激活人體的免疫系統起作用)。僅在18世紀,病毒就直接殺死了超過1.5億人。如果科學界或醫學界能從中找到和抗生素一樣對付病毒的直接有效手段,這將拯救數以千萬計的生命。

參考

  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/衛星病毒
  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,病毒幾乎處處都是天敵。

病毒構造簡單,只有一段核酸,外頭裹著蛋白質。以生物來定義它,會發現它的能力非常有限,自己不能跑不能跳不能狩獵,無法自主獲取物質和能量,簡直就是生物中的廢柴。雖然有蛋白質,外殼,但性狀卻少得可憐,耐不了高溫,挨不住低溫,既怕酸,又怕鹼……折騰來折騰去,還是細胞內衣來伸手飯來張口冬天暖和夏天涼爽的生活環境最適合它們。而指定宿主之外的自然環境,對它們而言,多數都是致殘、致命的!它不需要天敵,因為能殺滅它的東西到處都是,根本不需要有所專精。

而若以非生物來定義它,那它可牛嗶壞了!自打它進入宿主細胞之後,那可是為所欲為所欲為所欲為所欲為所欲為……當然也不完全是這樣。病毒需要一定的規模,才能給宿主造成實質性的損傷!原因,仍然是它身為生物,但遺傳物質卻少得可憐。即便在宿主細胞內,也未必就風調雨順,它的宿主至少都是與它的家族共生了數百萬年甚至數千萬年的一方霸主,而這些宿主能夠稱霸這麼久,就說明它們並未對這些宿主造成根本性的威脅。宿主即便沒有專門用於殲滅它們的手段,單靠著恐怖的基因規模都能輕鬆殺敗病毒集團!龐大的基因儲備,讓宿主們具有更多的生存可能性!天災尚且不可致命,何況區區病毒?

然而,正如一位牛嗶的哲學家所言:世上的一切不是已經達到平衡,就是處在趨向平衡的路上

病毒,與他們的宿主之間少說也爭霸了數百萬年甚至是數千萬年,當然還有更久的故事。這麼長的時間,早就讓一切趨於平衡了。病毒既不能剋死宿主,而宿主也無法全殲病毒。兩個陣營將平衡維持了不知道多久,即便某一天某一方陣營突然解鎖的新的技能,那也只能稍稍撼動一下這個平衡,最終一碗水還是會趨於平靜。

天敵與否,不過是笑談。


病毒的天敵是宿主的免疫系統,再高等生物是抗體、白細胞這些,在原核生物是Crisper。


應該是自己吧——滅活的病毒

石頭有沒有天敵?

風有沒有天敵?

我寫的這段話有沒有天敵?

丫的一段遺傳代碼哪來的天敵?


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