病毒是生命吗?

如题所述

病毒很小,非常小,事实上它们甚至不具有作为生命体的一些基本特征,因此有观点认为它们并非生命。那么病毒究竟能够被归入生命范畴呢?这取决于你如何定义生命。

活的生命,比如植物和动物,都拥有细胞结构,这些细胞拥有分裂增殖的能力。每一个细胞中都包含有DNA或RNA,这是生命的遗传信息。与之相比,病毒更像是自由形态的DNA或RNA,如果脱离了宿主,病毒是没有办法自行增殖的。美国加州大学洛杉矶分校医学、微生物学、免疫学与分子遗传学教授奥托·杨(Otto Yang)博士表示,它们必须侵入活体细胞体内才能完成自身的复制。奥托表示:“病毒就是打包的RNA和DNA,它们通过劫持细胞来达到自我繁殖的目的。”

那么病毒究竟是不是活的?

无数的哲学家和科学家对于什么才是生命早已争论了很长的时间。他们大致给出了生命的七种基本特性——生命体必须能够对外界刺激做出反应,能够生长发育,产生后代,维持适当的体温,拥有新陈代谢,由一个或更多细胞组成并能够适应其所在的环境。

但细细琢磨,有些生命看起来其实并不能满足以上这全部的条件。比如一些杂交动物,如马和驴子杂交产下的骡子就没有办法繁育后代,因为骡子是不具有生育能力的。但如果观察其他事物,你会发现岩石是可以“生长”的,尽管是反向的(岩石会被侵蚀风化而分解)。但这完全是将事情复杂化的做法。如果我们采用一种简单的多的定义方式,事情就会完全不一样。

美国约翰霍普金斯大学健康中心的传染病医师阿米什·阿达加(Amesh Adalja)表示:“你可以把一只猫,一棵植物和一块石头都放进一间屋子里关上几天。当你再次打开屋子时,你会发现猫和植物发生了变化,但石头基本还是老样子。”

和这块石头一样,如果你把它丢在房间里不管,那么大多数病毒都不会有什么变化。除此之外,阿达加注意到活着的生命体会有求生本能和自发动作,它们会采取一些措施试图延长自己的生命。比如说植物会延长它们的根系以寻找水分,动物会四处跑动寻找食物。

但病毒就像石头一样,没有这种主动表现出来的求生行为。阿达加说:“我不认为病毒够格被算作一种生命,从本质上看,它们是不活跃的,除非它们能够侵入活体细胞内部。当然也有一些特征让它们接近生命的分界线,那就是它们拥有遗传物质:DNA或者RNA。这当然和一块石头相比有着本质上的区别,但同样很显然的是它们和细菌很不一样,因为它们没有求生本能和自发动作。”

对此,奥托·杨表示同意,他说:“离开了细胞,病毒无法完成自我复制。从这个层面上看,病毒的确不能被归入生命范畴——如果你将独立繁衍定义为生命的一项必要条件的话。但是,如果将这一标准放宽一些,改为‘不管是独立或是借助外界帮助,能够实现自我复制的即可定义为生命’,那么,借助细胞体能够完成自我复制的病毒当然也能算作是生命的一种了。”

有些观点认为地球上最早的生命形式就是某种RNA分子。杨指出,在某些合适的环境条件下,RNA分子能够实现自我复制,或许今天的病毒正是从那样一个祖先遗传下来的,但在漫长的演化过程中,它们失去了独立实现自我复制的能力。

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第1个回答  2018-02-03
在100年左右的时间里,科学界对病毒定义的集体看法不断发生改变。病毒最早被认为是毒药,然后是生命的形式,再后来是生化物质,如今,病毒则被看成处于有生命和非生命之间交叉区域的存在物:它们自身不能复制,但可以在真正的活细胞中复制,而且能够深刻影响宿主的生物习性。在现代生物科学时代的很长一段时期内,病毒都被归入非生命的一类,这种分类法带来了一种不曾预料到的后果:导致大多数研究者在进化研究中都忽略了病毒。但是,科学家终于开始意识到,病毒是生命史中的重要参与者。

“病毒”概念的演变

为什么一直以来都很难对病毒进行分类,这一点不难理解。每一次被置于显微镜下检查时,它们的形态似乎都不一样。最早对病毒产生兴趣是源自于它们与疾病的关系—“病毒”这个词就来源于拉丁语的“毒药”。在19世纪晚期,研究者们认识到,某些疾病,包括狂犬病和口蹄疫,都是由行为类似细菌、但体积小得多的微粒引起的。由于病毒本身具有确切无疑的生物性,能够在受害者之间传播并产生明显的生物效应,因此被看成所有活的、具有基因的生命形式中最简单的一种。

1935年之后,病毒被降级成无生命的化学物质,因为温德尔·斯坦利(Wendell M. Stanley)及其同事在现在的纽约市洛克菲勒大学第一次结晶了一种病毒—烟草花叶病毒。他们发现,这种病毒由一系列复杂的生化物质组成,但是缺少实现生命的生化活动—新陈代谢功能—所必需的基本系统。由于这项工作,斯坦利在分享了1946年的诺贝尔奖—是化学奖,而不是生理医学奖。

斯坦利和其他人的进一步研究发现,病毒是由蛋白质外壳包围着的核酸(DNA或RNA)组成,而且蛋白质外壳也可以保护参与感染的病毒蛋白质。按照这种描述,病毒似乎更像是化学物质,而不是生物体。但是,病毒进入细胞(感染后被称为宿主)之后,绝对不是一种没有活性的物质。它会脱去外壳,暴露出基因,引导细胞自身的复制体系复制入侵者的DNA或RNA,并且根据病毒核酸的指令,制造更多的病毒蛋白质。新制造的病毒片段组合起来,接着,就出现了更多的病毒,它们也可以继续感染其它细胞。

正是病毒的这些行为让很多人相信,病毒处于化学物质和生命体的边界线上。法国斯特拉斯堡大学的病毒学家Marc H. V. van Regenmortel和疾病预防控制中心的Brian W. J. Mahy最近提出了一种更具诗意的观点,他们说,由于病毒要依赖宿主细胞,所以它们过着“一种借来的生活”。有意思的是,尽管生物学家长期以来都认为病毒只是盛放化学物质的盒子,但是,他们却利用病毒在宿主细胞中的活动,确定核酸如何为蛋白质编码:事实上,通过病毒获得的信息为现代分子生物学打下了基础。

分子生物学家继续将细胞的大部分基本组分具体化,如今,他们已经习惯于将核糖体、线粒体、细胞膜、DNA和蛋白质等细胞组分看成化学机器,或者是该机器使用或制造出的材料。整天面对完成生命过程的多种复杂化学结构,这也许就是大多数分子生物学家不愿花很多时间为病毒是否有生命而伤脑筋的原因。对他们来说,在该问题上花心思就相当于考虑那些亚细胞组分自身到底有没有生命。由于这种短视的观点,他们只能认识到病毒如何破坏细胞或引起疾病。至于病毒对地球生命史有何贡献这样一个更为概括性的问题,很大程度上还没有得到回答,甚至无人问起。后面我会简单地谈谈该问题。

对细胞的困惑

“约一个世纪以来,关于病毒是否是生物体这一问题的争论扰乱了生物学家的注意力。这一争执很大程度上源于十九世纪下半叶的一项总结—细胞是构成所有生命体的基本单位。病毒比细胞更简单,所以按照逻辑,病毒就不是生命体。这一观点是用教条决定语义,本末倒置,应当予以摒弃。”
—美国进化生物学家Paul Ewald,2000

对进化的影响

关于病毒是否有生命的争论自然而然地引出了另一个问题:思考病毒处于有生命还是非生命状态是否仅仅是一种哲学练习,只是为活跃、热烈、浮华的辩论作基础,而几乎没有真正的意义?在我看来,这个问题很重要,因为看待这个问题的方式将会影响科学家对进化机制的看法。

病毒自身有古老的进化历史,可以追溯到细胞生命的起源。比如说,有些病毒修补酶—用来切除并重新合成受损DNA、修补氧化损坏等等[参见下面的框图]—是专用于某些病毒的,可能数十亿年来几乎没有发生过变化。

然而,大多数进化生物学家坚持认为,由于病毒没有生命,所以在试图理解进化过程时,不值得对其进行严肃考虑。他们还把病毒看作来自宿主的基因,不知什么原因脱离了宿主,并获得了蛋白质外壳。按照这个观点,病毒是由出逃的宿主基因退化而成的寄生生物。这样,就会把病毒排除在生命网络之外,因无法了解它们对物种起源和维持生命所起的重要作用。(事实上,在2002年出版、篇幅达1 205页的《进化百科全书》[The Encyclopedia of Evolution]中,只有4页是说病毒的。)

当然,进化生物学家并不否认病毒在进化过程中扮演了一定的角色。但是,这些研究者将病毒看作无生命的物体,因而将它们与气候变化归入了同一类。这类外部影响会在具有由遗传控制的不同遗传特征的个体间进行选择;面临这些挑战时,生存和生长能力最强的个体将会继续成功地繁殖,由此将自己的基因传给后代。

但是,病毒会直接与具有生命的生物体—也就是在生命网络中—交换遗传信息。大多数已知的病毒能够持久生存、没有害处,而且不会致病,可能大多数医生以及进化生物学家都会为此感到吃惊。病毒在细胞中生存,在那里,它们可能很长时间都会处于休眠状态,或者利用细胞的复制系统以缓慢而稳定的速度繁殖。这些病毒利用许多巧妙的方法,防止被宿主的免疫系统检测到—基本上,免疫过程中的每个步骤都可以被某个病毒中的各种基因调控。

此外,病毒基因组(完整的DNA或RNA补体)可以永久地移植在宿主中,为宿主后代加入病毒基因,最终成为宿主物种的基因组中的关键部分。因此,与仅仅在缓慢产生的内部基因变化中进行选择的外部力量相比,病毒的影响绝对要快得多,也直接得多。病毒的数量巨大,再加上它们极快的繁殖和突变速度,使它们成为这个世界上基因革新的最主要源泉:它们经常会“发明”新的基因。来自病毒的独特基因会四处传播,进入其它生物体,并且在进化过程中发挥作用。

国际人类基因组测序协作组发表的数据显示,在细菌和人类基因组中出现的大约113至223个基因中,其中有一些在得到充分研究、处于进化过程中这两个极端之间的生物体中并不存在,例如酿酒酵母、黑腹果蝇以及美丽线虫等。一些研究者认为,这些出现在细菌之后、脊椎动物之前的生物体在其进化史的某一时刻丢失了上述基因。还有人提出,这些基因乃是通过入侵的细菌,直接转移到人类世系中。

我和俄勒冈卫生与科学大学疫苗与基因疗法研究所的同事Victor DeFilippis提出了第三种可能性:也许是病毒制造出基因,然后将它们移植到两个不同的世系中—比如说,细菌和脊椎动物。明显由细菌给予人类的基因,可能是最初源自于病毒。

事实上,我与澳大利亚悉尼市麦加里大学的Philip Bell都主张细胞核本身就源自病毒。细胞核的出现将包括人类在内的真核生物(细胞中含有真正细胞核的生物体)与细菌等原核生物区分开来,仅仅将这种过程解释为原核细胞通过逐渐适应环境然后进化成为真核细胞,这种说法并不能让人满意。一种更可能的情况是,细胞核可能是从在原核生物中永久安家的大型DNA病毒进化而来的。基因组测序数据可以为该观点提供支持,数据显示,一种感染细菌的、名为T4的病毒,其控制DNA聚合酶(复制DNA的酶)的基因与真核生物及感染它们的病毒体内的其它DNA聚合酶密切相关。巴黎南大学的Patrick Forterre也分析了控制DNA复制的酶,并得出结论,在真核生物中控制这些酶的基因可能来源于病毒。

从单细胞生物到人类,病毒感染地球上的所有的生命,常常因此而决定哪种生物会继续生存下去。但是,病毒本身也在进化。新的病毒,如引起艾滋病的HIV-1病毒可能是研究者们亲眼目睹其产生的唯一生物实体,提供了一个实时的进化实例。

病毒对生命很重要。它们是生物界与生化界之间不断变化的分界线。随着我们不断揭示越来越多生物的基因组,病毒这一古老的动态基因库所作的贡献也会越来越明显。1959年,诺贝尔奖获得者萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)思索着病毒对进化的影响。“我们可能没有感觉到,”他写道,“在病毒体内,在它们与细胞基因组结合,然后又再度出现的过程中,也许可以发现在进化期间创造出成功遗传模式的装备和过程。”不管我们是否把病毒看作生命体,如今应该是时候恢复其本原面貌了—即承认它们在生命网络中的地位并研究它们。
回答者:动听的色彩 - 魔法学徒 一级 2-23 20:42本回答被网友采纳
第2个回答  2020-01-29
病毒可以不定义为生物,但绝对应该定义为生命!两个概念要区别对待。
所以:
病毒与动物蛋类及植物种子乃至包括人在内的一切生物的生命活动都是需要寄生于其它生物细胞营养的。
例如:
人类的生命活动也是象病毒那样寄生于其它动植物食材才能延续生命。
第3个回答  2020-03-06
病毒属于生物,而生物都是具备生命的,生命是一个哲学概念,所以病毒也是生命。
第4个回答  2019-09-10
电脑上的病毒是个程序而且没有生命,进入人体,引起病变的病毒就是有生命的
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