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人類與病毒的battle與共存 | 科學小館兒

人類與病毒的battle與共存 | 科學小館兒

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一場全球性的病毒大流行,幾乎顛覆了人們之前的生活方式,也讓病毒這種特殊的生命體,在我們的生活中刷足了“存在感”。儘管病毒是生命不可避免的一部分,但是大多數人仍對它知之甚少,今天,就讓我們一起來了解一下吧!

1、比星星還多的病毒

說起生活中遇到過,或是聽說過的病毒,每個人都能列舉出幾種。但要問世界上一共有多少病毒?很多人卻沒有明確的概念。

那麼,在我們生活的藍色星球上,究竟有多少病毒存在呢?

科學家們估算得出,地球上至少有1031個病毒顆粒,遠超宇宙中恆星的數量(約為1024)。正如世界著名的科普作家,卡爾·齊默在他的科普作品《病毒星球》中描述的那樣,“地球就是一顆病毒星球”。

2、千呼萬喚始出來

病毒不僅存在於每一個角落,還是一種非常古老的生命體,早在東漢時期的典籍中,就已經有了對天花病毒感染病例的記載。然而,人類認識病毒的歷史卻只有一百多年的時間。

1892年,俄國生物學家伊凡諾夫斯基在對菸草花葉病進行研究時發現,染病的菸草葉提取液在過濾後仍然具有感染能力。然而,受當時細菌致病論的主流氛圍影響,他並沒有意識到病毒的存在,而是認為這一現象是由細菌分泌的毒素引起的。

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正常(左)和患有菸草花葉病的(右)的菸草葉片

來源:《生物》人教版八年級上冊

1898年,荷蘭微生物學家貝傑林克在經過反覆實驗驗證後指出,菸草花葉病是由一種細小到無法用普通顯微鏡觀察,有別於細菌的有機體導致的,並將其命名為病毒(Virus)。有了正式的命名之後,研究者們陸續分離發現了多種病毒,但由於缺乏能夠觀察病毒的技術手段,人們依然不知道病毒究竟是一種怎樣的生物。甚至有學者認為,病毒的本質就是一種蛋白質。

之後,英國學者鮑登和皮裡在菸草花葉病毒的提取液中發現了核酸的存在,至此,科學界終於得出統一的結論:病毒是由蛋白質和核酸共同構成的,而核酸是病毒具有感染性的主要原因。

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電子顯微鏡下的菸草花葉病毒

來源:網路

而直到電子顯微鏡誕生後,德國科學家考施才第一次在電鏡下直接觀察到了菸草花葉病毒的“真容”——一種直徑15奈米,長300奈米的長桿狀顆粒。

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病毒由蛋白質外殼和裡面包裹的一種核酸(DNA或RNA)組成,不具有細胞結構,更沒有功能複雜的器官和系統,與其他生物相比,更像一種結構簡單的拼接玩具,卻能在入侵活細胞後進行增殖、進化等生命特有的活動。可以說,這一發現顛覆了當時教科書對生命的定義。

3、不是所有的病毒都會感染人類

不管是每年“定期騷擾”的流感病毒,讓人聞之變色的艾滋病病毒,感染後發病就必死無疑的狂犬病毒,還是依然在不停為我們的生活增加麻煩的新冠病毒……細數起來,我們似乎生活在一個充滿病毒的世界裡。

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不過,並不是所有的病毒都會感染人類,實際上,病毒對於自己感染的細胞十分“挑剔”,每種病毒的蛋白質外殼表面都有一種特別的受體結合蛋白,只有當細胞表面長有能與這種結合蛋白相結合的受體時,病毒才能感染宿主細胞,將遺傳物質釋放到細胞內部進行復制。根據宿主的不同,病毒可以被分為動物病毒,植物病毒,以及專門感染微生物的微生物病毒。

而且,不是所有的病毒都對人體有害,有研究指出,人體表面和體內的病毒數量約為細菌數量的10倍,光是腸道中就生活著超過14萬種病毒,不過其中大多數都能在不致病的情況下與人類共存。不僅如此,病毒在生物防治和基因工程等領域也發揮了不可替代的作用。

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4、每個人體內都有“病毒”

更讓人想不到的是,即使一直生活在完全沒有病毒的環境中,我們體內也有著無法抹除的病毒痕跡,這是來自古老病毒基因組的殘餘,約佔人體基因組DNA的8%,隨著研究的深入,科學家們發現,這些來自病毒的基因殘餘,對於人體肝細胞的多能性及發育有著十分重要的作用。

而許多病毒在感染不同物種的同時,也把DNA片段在不同的物種間進行傳遞,為生物進化提供了新的遺傳物質。

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人類與病毒的搏鬥彷彿是一場永無止境的鬥爭,然而,隨著研究的不斷深入,也有科學家開始考慮,人類應該如何與病毒在這個地球上和平共處。

正如世界病毒專案組主任朱迪所說,“當你考慮每一種動物、植物和微生物如何在進化過程中被塑造時,都必須考慮微小而強大的病毒所發揮的影響作用。”或許,到了多年以後,人們再來看這場由新冠病毒導致的世界性疫情,會與現在的我們有不同的感悟……

分類: 科學
時間: 2021-09-09

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