我國古代有這樣一句話:天生萬物,萬物相生相剋。這句話一直沿用到了今天,因為人們發現,地球上的許多生物也是按照這樣的規律生活在自然界中的。
Tips:海洋生物,生物學術語,是指海洋裡有生命的物種,包括海洋動物、海洋植物、微生物及病毒等,其中海洋動物包括無脊椎動物和脊椎動物。
地球的生態系統中存在著各種各樣的食物鏈,每個物種都能在裡面找到自己相應的位置,並且沿著這條食物鏈進行能量的傳遞和迴圈。而人類似乎是獨立於食物鏈之外的,因為人類能夠利用自己的智慧來捕食其他生物,包括一些相當大型的野獸。
而人類對於其他生物的襲擊也做出了各種相應的防禦措施,所以很難有什麼物種能夠從根本上威脅到人類的生存。但是有一個十分特殊的物種,它介於生物和非生物之間,而且能夠對人類造成非常大的威脅,那就是病毒。
Tips:食物鏈Food chain,亦稱營養鏈。生態系統中各種生物為維持其本身的生命活動,必須以其他生物為食物的這種由生物聯結起來的鏈鎖關係。
最重要的是,病毒並不在食物鏈之中,那麼自然界裡有能夠“克”它的天敵嗎?
“相生相剋”是什麼意思
相生相剋這個說法最初是從五行中得來的。五行是中華民族的一種哲學思想,也是中華文明的重要組成部分,本質上是指五種元素之間的剋制和轉化關係。我國古人認為,世間萬物皆由金、木、水、火、土五種元素組成,這五種元素相生相剋。
Tips:病毒是一種非細胞生命形態,它由一個核酸長鏈和蛋白質外殼構成,病毒沒有自己的代謝機構,沒有酶系統。
“相生”是指性質不同的兩個事物之間相互促進。“生”的意思是“生成”,它包含了其他幾個含義,如創造、促進、培育、支援和增強。 “相剋”與“相生”相反,是指兩種性質不同的事物相互制約。這五種元素相生的關係是木生火、火生土、土生金、水生木。木生火,是因為木頭非常易燃,比如我們的祖先就曾經鑽木取火。
火生土,是因為火能夠把木頭燒成灰燼,灰燼也算是土。土生金,是因為金屬往往會和石頭結合在一起,比如我們常見的各種金屬礦。這些金屬礦經常在山裡形成,而山是由土聚成的。金生水,是因為當金屬加熱和冷卻時,由於冷凝作用,會在金屬表面出現水滴。水生木,是因為水可以促進樹木的生長。
Tips:我國金屬礦採礦規模得到了突飛猛進的發展,建成的縣級以上國有金屬礦山已達900餘座,金屬礦石年產量增長到4億t 左右。
而它們之間相剋的關係是金克木、木克土、土克水、水克火、火克金。金克木,是因為金屬可以製成斧頭,將木頭砍成碎片。木克土,是因為樹木能夠吸收土壤的養分用來滋養自身。土克水,是因為我們可以將泥土或是石頭築成大壩來防止洪水氾濫,在成語中也有“水來土掩”的說法。水克火,是因為水可以用來滅火。火克金,是因為金屬在火焰中會被熔化。
透過相生相剋這種關係,五種元素能夠在自然界中建立起復雜的動態平衡。後來人們逐漸開始認識和了解自然界中的各種生物,發現它們之間也存在著類似於相生相剋的關係,於是就說,天生萬物,萬物相生相剋。
Tips:火焰指火的灼熱發光的氣化部分 。火焰是一種狀態或現象,燃燒著的可燃氣體,發光,發熱,閃爍而向上升。
後來生物學家提出“食物鏈”這一概念,簡單來說,食物鏈中的生物都存在著“吃”和“被吃”的關係,這和“相生相剋”不謀而合。現在我們還會直接將植物之間的化感作用稱為“相生相剋”,這指的是有的植物在一起生活能夠促進彼此的生長,而有的植物則會抑制其他植物的生長。
病毒是什麼
病毒不存在於食物鏈之中,因為人類一直沒有找到能夠與病毒形成“吃”與“被吃”關係的物種。病毒沒有完整的細胞結構,只由蛋白質外殼和一個核酸分子組成。因此,病毒的性質也十分特殊,它既不是生物,也不是非生物,而是一種類生物。病毒無法進行獨立的生命活動,只能過寄生生活,依靠宿主才能生存下去,一旦離開宿主細胞它就會死亡。
Tips:細胞的結構複雜而精巧,各種結構組分配合協調,使生命活動能夠在變化的環境中自我調控、高度有序地進行。
病毒簡單的結構賦予了它強大的繁殖能力,只要它寄生到宿主細胞當中,就會一刻不停地開始迅速繁殖。在這個過程中,病毒會不斷消耗宿主體內正常細胞中的養分,最終將宿主全身的營養都掏空,嚴重的時候甚至會讓宿主死亡。所以我們在發現身體有不適的時候一定要及時進行體檢,否則等到病毒蔓延至全身就很難辦了。
雖然病毒沒有自主意識,但是它們能夠透過一種特殊的方式找到適合自己的宿主。而且,病毒不是隻會對宿主造成負面影響,它和有的宿主之間甚至能夠說是互利共生的關係。這些病毒只是單純地依靠宿主進行繁殖,不會導致宿主細胞發生病變,在有的時候,病毒還能夠幫助宿主消滅其他試圖入侵的微生物,比如蝙蝠和它身上的病毒就是這種關係。
Tips:寄生蟲可以改變寄主的行為,以達到自身更好地繁殖生存的目的。人類若受到一些寄生在腦部的寄生蟲,如終生寄生在腦部的弓形蟲Toxoplasmosis,反應能力會降低。
蝙蝠的身上攜帶的病毒超過一百種,這些病毒對其他生物而言都是十分致命的,但是蝙蝠本身卻並不會受到這些病毒的影響。不過一般情況下,病毒也不會無緣無故去感染其他生物,除非這個環境中的宿主已經全部死亡。當病毒轉移到新宿主體內後,就會有破壞宿主細胞致其病變的可能,如果新宿主無法進化出相應的免疫抗體,最終全部死亡的話,這種病毒也會隨之死亡。
曾經那些生活在自然界中的病毒只寄生在野生動物身上,看起來更像是自然界的生態系統用於調節自身平衡的手段。但是隨著人類社會的發展,人類的居住地逐漸擴張,人類活動開始影響到自然界中的生態環境,接觸到各種病毒的機率也極大程度提升,病毒的寄生也從野生動物蔓延到了人類身上。從某種程度上來說,這也許是對人類破壞自然環境的一種反擊。
Tips:蝙蝠具有很強的飛行能力,同時也是多種人畜共患病毒的天然宿主,能夠攜帶數十種病毒 。蝙蝠與其能夠飛行並進行夜間生活相適應,它們在生理機能上也發生了一系列重要變化。
病毒本身並非沒有弱點,它們大多畏懼高強度的紫外線和高溫,在這種環境下它們很快就會死亡。但是,我們是無法透過這種方式消滅那些寄生在宿主細胞內的病毒的。因為很有可能在病毒還沒死亡的時候,宿主就先死亡了。作為擁有智慧的生物,人類自然也針對這些病毒進行了相應的研究,所以我們製造出了疫苗和能夠抑制病毒繁殖的藥物,在不傷害宿主的前提下將病毒帶來的威脅降到最低。
除了疫苗和抗病毒藥物之外,我們人體自身的免疫系統也是抵禦病毒的一道重要防線。面對越來越多樣化的病毒,人體內也逐漸產生了相應的抗體,當那些威脅性不算特別大的病毒入侵時,我們憑藉自身的免疫力就能將它們完全清除。
Tips:免疫系統immune system,是機體執行免疫應答及免疫功能的重要系統。由免疫器官、免疫細胞和免疫分子組成。
接種疫苗相當於在人體內模擬了一次病毒入侵,但是這次模擬並不會讓人體受到傷害,只是為了讓人體產生相對應的抗體。最重要的是,透過疫苗產生的抗體是永久性的,除非病毒發生變異導致之前的抗體不能和它匹配,否則接種過疫苗的人一輩子都不會感染這種病毒。
病毒在自然界中有天敵嗎
在探討這個問題之前,我們要先了解清楚“天敵”的含義。對某一個物種而言,捕食者一定是它的天敵,但它的天敵並不一定全都是捕食者,只要對這個物種造成了具有針對性的危害,那麼就能夠把它稱為天敵。幾乎自然界中的所有生物都有天敵,它們之間的這種“相剋”關係既能夠制約彼此,也能夠把彼此聯絡在一起,維持生態系統的動態平衡。
Tips:抗體antibody,是指機體由於抗原的刺激而產生的具有保護作用的蛋白質。抗體能識別特定外來物的一個獨特特徵,該外來目標被稱為抗原。
如果哪一天某個物種的天敵消失了,又或者是在某個生態系統中突然出現了沒有天敵的物種,那麼整個生態系統都會受到影響,最終出現生態失衡。最為典型的例子就是物種入侵,那些在生態環境裡沒有天敵的物種大肆氾濫,使得生態平衡慢慢走向崩潰。如果像我們曾經認為的那樣,病毒在自然界中沒有天敵,那它早就應該在地球上肆虐了。但直到現在,我們也沒有發現病毒曾經“稱霸”地球的證據。
為了解決這個問題,同時更好地降低甚至消除病毒對人類的威脅,科學家們多年前就開始尋找病毒在自然界中的天敵。科學家們曾經在一些原生生物的體內觀察到病毒的DNA,據此推測這些原生生物很有可能曾經吃過病毒。於是,科學家們在實驗室裡對這些原生生物進行培養,並且試圖將病毒和它們放入到同一環境中,最終觀察得出的結果是:原生生物的確能夠吃掉病毒。
Tips:原生生物, 包含最簡單的真核生物,全部生活在水中,沒有角質。可分為三大類,藻類、原生動物類、原生菌類。
也有人認為,這些原生生物是在實驗室裡培養出來的,不能證明自然界中的原生生物也會吃掉病毒。為了避免環境因素帶來的誤差,美國畢格羅海洋實驗室的拉穆納斯·斯特潘納烏斯卡斯帶領著團隊前往美國緬因州海灣和地中海,打算實地收集一些浮游原生生物。最終,他們收集到了1698個樣本,並且把樣本帶回實驗室分析它們的DNA序列。
根據分析結果,在收集到的緬因海灣樣本中,有51%都存在病毒DNA,在收集到的地中海樣本中,有35%都存在病毒DNA。
Tips:DNA病毒,又名脫氧核苷酸病毒,即病毒核酸是DNA的一種生物病毒,屬於一級病毒。DNA病毒廣泛存在於人、脊椎動物、昆蟲體內以及多種傳代細胞系中,每種病毒只能感染一種動物。
其實,有些原生生物中存在病毒DNA並不代表它就一定以病毒為食,它們很有可能是細菌的天敵。只是細菌中寄生有噬菌體,所以病毒DNA就跟著一起進入到了細菌體內。噬菌體是一種能夠感染細菌的病毒,會專門尋找細菌作為自己的宿主。
值得注意的是,皮膽蟲和聚胞生物中存在大量的病毒DNA,但是卻很難找到細菌DNA。這個結果就能夠證明,這些病毒DNA並不是隨著細菌進入宿主體內的。之後科學家們還在研究中發現,皮膽蟲用來進食的“入口”非常小,並不能夠容納細菌,只能吃下比細菌小得多的病毒。
Tips:生物學Biology,是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學,是自然科學的一個部分。
除此之外,法國科學家還在2008年發現了一種能夠“吃掉”病毒的物種。有意思的是,雖然它能夠感染病毒並使其死亡,但它本身也是一種病毒。為了體現這種病毒的特殊性,科學家們將這種能夠殺死病毒的病毒稱為“噬病毒體”。
小結
由此看來,病毒似乎也沒有逃離“相生相剋”的規律。拋開人類的影響不談,病毒在自然界中依然是存在天敵的,那就是一部分原生生物和噬病毒體。只是此前我們人類一直沒有發現罷了,所以才一直以為病毒沒有天敵。
Tips:噬菌體phage是侵襲細菌的病毒,也是賦予宿主菌生物學性狀的遺傳物質;噬菌體是病毒中最為普遍和分佈最廣的群體。
如今,我們對噬病毒體的研究還處於剛剛起步的初級階段,希望隨著研究的不斷深入,人類對抗病毒的能力也可以越來越強大,早日戰勝那些困擾人類、嚴重影響人類正常生活甚至威脅人類生存的病毒。