病毒是生命吗？
“病毒”概念的演变
这也就不难理解为什么病毒的分类一直很难了。每次在显微镜下观察，它们的形状似乎都不一样。最早对病毒的兴趣源于它们与疾病的关系——“病毒”一词来源于拉丁语“毒药”。在19世纪后期，研究人员意识到，包括狂犬病和口蹄疫在内的一些疾病是由行为类似细菌的小得多的颗粒引起的。由于病毒本身具有确定的生物性质，可以在受害者之间传播，产生明显的生物效应，因此被视为所有具有基因的生命体中最简单的一种。
1935之后，病毒被降解为无生命的化学物质，因为温德尔·m·斯坦利(Wendell M. Stanley)和他的同事在现在的纽约洛克菲勒大学首次结晶出一种病毒——烟草花叶病毒。他们发现，病毒由一系列复杂的生化物质组成，但缺乏实现生命生化活动所必需的基本系统——代谢功能。因为这项工作，斯坦利分享了1946年的诺贝尔奖——化学奖，而不是生理学或医学奖。
斯坦利等人的进一步研究发现，这种病毒是由蛋白质外壳包围的核酸(DNA或RNA)组成的，蛋白质外壳还可以保护蛋白质，这是一种参与感染的病毒。根据这种描述，病毒似乎更像化学物质，而不是有机体。但病毒进入细胞(感染后称为宿主)后，肯定不是无活性物质。它会脱去外壳，暴露基因，引导细胞自身的复制系统复制入侵者的DNA或RNA，根据病毒核酸的指令制造更多的病毒蛋白。新制造的病毒片段组合在一起，然后出现更多的病毒，它们可以继续感染其他细胞。
正是病毒的这些行为，让很多人相信病毒在化学物质和生物的边界上。法国斯特拉斯堡大学的病毒学家Marc H. V. van Regenmortel和疾病控制和预防中心的Brian W. J. Mahy最近提出了一个更有诗意的观点。他们说病毒过着“借来的生活”,因为它们依赖宿主细胞。有趣的是，尽管生物学家长期以来认为病毒只是装有化学物质的盒子，但他们利用病毒在宿主细胞中的活性来确定核酸如何编码蛋白质:事实上，通过病毒获得的信息为现代分子生物学奠定了基础。
分子生物学家继续将细胞的大部分基本成分具体化。现在，他们习惯于将核糖体、线粒体、细胞膜、DNA和蛋白质等细胞成分作为化学机器，或机器使用或制造的材料来处理。整天面对各种复杂的完成生命过程的化学结构，这可能是大多数分子生物学家不愿意花大量时间担心病毒是否有生命的原因。对他们来说，思考这个问题就相当于考虑那些亚细胞成分本身是否有生命。因为这种短视的观点，他们只能认识到病毒是如何破坏细胞或者导致疾病的。至于更普遍的问题，病毒是如何促成了地球的生命史，很大程度上还没有答案，甚至没有人问过。这个问题我后面简单说一下。
关于细胞的困惑
“大约一个世纪以来，关于病毒是否是一种有机体的争论一直困扰着生物学家的注意力。这场争论很大程度上源于19世纪下半叶的一个结论，即细胞是构成一切生物的基本单位。病毒比细胞简单，所以从逻辑上讲，病毒不是生物。这种观点用教条来决定语义，本末倒置，应该摒弃。"
——美国进化生物学家保罗·埃瓦尔德，2000
对进化的影响
关于病毒是否有生命的争论，自然引出了另一个问题:思考病毒是否有生命，是否只是一个哲学习题，只为一场活跃、激烈、华而不实的争论埋下伏笔，并没有多少实际意义？在我看来，这个问题非常重要，因为看待这个问题的方式会影响科学家对进化机制的看法。
病毒本身具有古老的进化史，可以追溯到细胞生命的起源。比如一些病毒修复酶——用来切割和合成受损DNA，修复氧化损伤等。[见下面的框图]-是特定于某些病毒的，可能几十亿年来几乎没有变化。
然而，大多数进化生物学家坚持认为，病毒是没有生命的，因此在试图理解进化过程时，不值得认真考虑。他们还将病毒视为来自宿主的基因，不知何故脱离了宿主，获得了蛋白质外壳。根据这种观点，病毒是由逃逸的宿主基因退化而来的寄生生物。这样，病毒就会被排除在生命网络之外，因为无法理解它们在物种起源和生命维持中的重要作用。(其实在2002年出版的【进化百科全书】，1205页的篇幅中，只有4页是关于病毒的。)
当然，进化生物学家并不否认病毒在进化过程中起到了一定的作用。然而，这些研究人员将病毒视为无生命的物体，因此将其与气候变化归为一类。这种外界影响会在受遗传控制的不同遗传特征的个体之间进行选择；面对这些挑战，生存和成长能力最强的个体会继续成功繁殖，从而将自己的基因传递给后代。
但是，病毒会直接与生命体交换遗传信息，也就是在生命的网络中。大多数已知的病毒可以存活很长时间，是无害的，不会引起疾病，这可能会让大多数医生和进化生物学家感到惊讶。病毒生活在细胞中，它们可能会休眠很长时间，或者利用细胞的复制系统以缓慢而稳定的速度繁殖。这些病毒使用许多巧妙的方法来防止它们被宿主的免疫系统检测到——基本上，免疫过程的每一步都可以由病毒中的各种基因来调节。
此外，病毒基因组(完整的DNA或RNA互补体)可以永久移植到宿主体内，给宿主的后代添加病毒基因，最终成为宿主物种基因组的关键部分。所以相对于只从慢慢产生的内部基因变化中选择的外力，病毒的影响肯定要快得多，也直接得多。病毒数量庞大，加上繁殖和突变速度快，使其成为世界上最重要的基因创新来源:它们经常“发明”新基因。来自病毒的独特基因会四处传播，进入其他生物体内，并在进化中发挥作用。
根据国际人类基因组测序协作组公布的数据，细菌和人类基因组中出现的113至223基因中，有一部分并不存在于进化过程中处于这两个极端之间的充分研究过的生物中，如酿酒酵母、果蝇和美丽线虫。一些研究人员认为，这些出现在细菌之后、脊椎动物之前的生物，在其进化史的某个时刻丢失了上述基因。也有人提出，这些基因是通过入侵细菌直接转移到人类谱系的。
我和我在俄勒冈健康和科学大学疫苗和基因治疗研究所的同事Victor DeFilippis提出了第三种可能性:也许病毒制造基因，然后将它们移植到两个不同的谱系中——例如，细菌和脊椎动物。细菌显然赋予人类的基因可能源自病毒。
事实上，澳大利亚悉尼麦加里大学的菲利普·贝尔和我都认为细胞核本身是由病毒衍生而来的。细胞核的出现将包括人类在内的真核生物(细胞中具有真正细胞核的生物)与细菌等原核生物区分开来。仅仅用原核生物逐渐适应环境进而进化成真核生物来解释这个过程是不令人满意的。更有可能的是，细胞核可能是由永久定居在原核生物中的大型DNA病毒进化而来的。基因组测序数据可以支持这一观点。数据显示，一种名为T4的病毒感染了细菌，其控制DNA聚合酶(一种复制DNA的酶)的基因与真核生物中的其他DNA聚合酶以及感染它们的病毒密切相关。巴黎-南特大学的帕特里克·福泰尔(Patrick Forterre)也分析了控制DNA复制的酶，并得出结论:真核生物中控制这些酶的基因可能来自病毒。
从单细胞生物到人类，病毒感染了地球上的所有生命，这往往决定了哪些生物将继续存活。但是病毒本身也在进化。新病毒，如导致艾滋病的HIV-1病毒，可能是研究人员见证的唯一生物实体，提供了实时进化的例子。
病毒对生命很重要。它们是生物学和生物化学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，病毒这个古老的动态基因库的贡献会越来越明显。从65438年到0959年，诺贝尔奖获得者萨尔瓦多·卢里亚一直在思考病毒对进化的影响。“我们可能感觉不到，”他写道。“在病毒中，在与细胞基因组结合然后重新出现的过程中，我们可能会找到进化过程中创造成功遗传模式的设备和过程。”无论我们是否将病毒视为生物，都是时候恢复它们原本的样子了——即认清它们在生命网络中的位置，并对它们进行研究。
回应者:美丽的颜色-魔法学徒第一关2-23 20:42