病毒的逻辑:我不想杀死你!我们本是命运共同体!(极简科普)

著名生物学家和畅销书作家理查德·道金斯在他的著作《自私的基因》指出,自然选择的基本单位不是物种,也不是种群或者群体,而是作为遗传物质的基本单位,即基因。任何生物群体或者种群都随时处在动态的变化中,只有基因是稳定的,并通过“复制”或“拷贝”的形式永恒的存在,生存和繁殖是生命体最重要的需求。

一、病毒侵入:欺骗并夺取宿主细胞指挥权

病毒存在于地球数十亿年了,直到今天,它们还不是一种细胞生命形态。病毒结构简单,没有细胞,只有一个核酸长链(DNA或RNA)和简陋的蛋白质外壳构成,比细菌要小很多很多。病毒只能寄宿在别的生物体细胞里,才能活下去,“宿主”细胞是病毒存活和繁衍的基础。

当一个病毒来到宿主细胞附近的时候,它所面对的第一个问题就是怎么穿越细胞膜。病毒虽然结构简单,但入侵机制却极为完善。在病毒的表面通常会有一些细小的凸起,而在这些凸起上存在着一种叫做神经酸氨酶的物质,借助于这种物质,病毒的外壳膜会和细胞膜发生融合,相当于把病毒和细胞相互连通,然后病毒的核心,也就是RNA就会在核蛋白的包裹下顺利进入到细胞内部了。

在细胞内部,核蛋白会逐渐溶解,只剩下核心的遗传物质RNA,迅速向宿主细胞核靠近,细胞核并非完全裸露的,它也是有核膜保护的,病毒RNA会通过欺骗取得细胞核膜的信任,然后堂而皇之进入到细胞核之中。

细胞核内是宿主细胞的遗传物质DNA,整个细胞的正常运作都是为DNA服务,并受DNA的指挥。病毒成功入侵进入宿主细胞核后,相当于劫持了细胞的指挥中枢,并获得细胞的指挥权。

来到细胞核中的病毒RNA会根据自身序列进行互补配对,生成相应的DNA,这个过程被称为逆转录,完成逆转录的病毒遗传物质也就完全拥有了细胞的指挥权。从此,细胞内的所有细胞器,如内质网、线粒体、高尔基体、核糖体等等都会对病毒听之任之,接受病毒的指挥,夺取了指挥权的病毒接下来就要准备开始繁衍自己的后代了。

二、病毒的生存:快速复制

适者生存,这是自然进化法则。病毒的生存逻辑十分简单,就是“复制和传播”。病毒进入宿主细胞,在夺取了细胞指挥权后,指挥细胞开足马力、全力运作,大量的新病毒就能被复制生产出来了。

病毒的生产复制大概四个步骤:

第一步,病毒复制合成核心遗传物质,也就是RNA;

第二步,病毒指挥细胞内的核糖体合成自身所需的蛋白质;

第三步,指挥内质网和高尔基体对已经合成的蛋白质进行折叠,形成壳蛋白;

第四步,将复制合成的RNA和病毒壳蛋白进行组装。

新病毒的释放还有一种简单粗暴的方式。当病毒指挥细胞完成了大量的新病毒生产之后,会直接指挥细胞开始自我溶解,细胞溶解之后,大量病毒便直接被释放了出来。这一方法简单粗暴但富有效率,唯一的弊端是细胞自我溶解会引起免疫系统的注意,比如吞噬细胞会赶来查看情况,在察觉有异之后便会对病毒发起进攻。

于是病毒和防疫体系的战斗开始了。

三、病毒的传播:制造一切机会

病毒找一个合适的“宿主”(感染者)十分不易,这个宿主传给另一个宿主更不易。病毒在漫长的宿主选择中,也找到了一些理想动物宿主,比如蝙蝠,昼伏夜出,喜欢居住在阴冷潮湿的地方,很多种病毒就寄生在它们身上。

人类的聪明和贪婪,极大地帮助了病毒的传播。人类在食物链的最顶端,天上飞的、地上跑的、海里游的、土里长的,无一不进入人类食谱,这为病毒的传播创造了很多渠道,让病毒家族不断壮大。

人类对病毒的认知还很有限。这次新冠病毒的宿主本是野生动物,当其宿主被大量猎杀,并对野生动物集体屠宰、在市场交易。野生动物市场上海陆空各类动物无所不有,不同的病毒可以在此碰面,病毒间不断变异试错,寻找进入人体的机会。

病毒的最终目的就是广泛传播,一旦侵入人体,就会通过各种方式改变宿主行为,如咳嗽、打喷嚏、腹泻、皮肤疮(疱疹),还有体液(如艾滋病)、咬人(狂犬病)等等,病毒隐藏其中,伺机传播给其他人。

此次,新型冠状病毒就是找到了侵入人类细胞的“万能钥匙”,侵入部分人体后,充分利用人们的聚集、共餐、接触等活动,通过飞沫、触碰等形式,迅速传播开来。

四、病毒引发死亡:我不想杀死你!

病毒一般是不希望自己的宿主死去的,那样它们就会同死亡宿主一起死去。很多时候病毒本身对人类机体危害不大,但人类机体非常高级,防御机制很强大,对能识别的病毒比较温和,牢牢控制并和平共处;一旦病毒变异且大量复制,让人体免疫系统不能识别时,免疫系统会进行无区别(也无法区别,病毒就在细胞中)攻击,最终造成两败俱伤。

引发死亡,不完全是病毒的功劳!目前还没有特效抗新冠病毒药物,并且病毒引发的大多是一种自愈性疾病,真正大量杀死新冠病毒的是人的免疫系统,但是过激的免疫反应和产生的大量超氧化物自由基也给机体细胞造成自伤,导致器官功能衰竭,形成危重症,甚至死亡。

所以,对抗病毒过程中,要注重抑制免疫系统过激反应和抗超氧化物自由基,保护机体自身。在治疗过程中,机体细胞损伤和免疫力下降,会给细菌造成可乘之机,并引发细菌感染并发症。

过度治疗也能引发死亡。药物都是“双刃剑”,一旦应用过度,会造成很多不良反应,甚至造成免疫系统功能紊乱或缺失,自己摧毁了自身的防御阵地,并且恶性循环,给机体造成无法弥补的致命损伤。

五、病毒、人、地球都是命运共同体

世界上的病毒种类繁多,保守估计地球上的病毒种类可以以百万计,不同的病毒的入侵、释放的方式会有所不同,而每一种病毒所需要的宿主细胞也并不一样,没有任何一种病毒可以以所有细胞作为宿主,这就决定了什么生物会感染什么病毒,又会以何种方式感染。

新冠病毒虽然恐怖,但我们也要客观认识病毒,很多病毒对人类进化是有益处的。病毒还有很多人类已认识或未认识的优点,地球上十分之一的光合作用是通过病毒的基因展开,十分之一的氧气是病毒带来的,地球上“生命”相辅相成,是命运共同体。

全球生命呈现“充满病毒的DNA混沌”状态,人类和病毒之间已经很难分清“我们”和“你们”。病毒没可能留下化石,但他们早已在各类宿主的基因里,记录了自己40亿年的历史,如果有一天地球爆炸消失了,存活下去且使生命在新的星球上延续,最终再造高级智能生物,恐怕只有病毒有这个能力。

这次新冠病毒爆发告诉我们,敬畏自然,人类的路才能走的更远!

THE END
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