挪威发现新冠病毒新变种?病毒到底是如何进化的?

肆虐全球的新冠至今仍在全球蔓延,尽管在我国已经得到了有效控制,但第二波疫情似乎正在全球范围内悄悄卷土重来。

近日,有消息传出,在挪威发现了新冠病毒的新变种。

据专家介绍,这种病毒是前所未见的,在现有的国际搜索库中也并无相关记载。已有的证据表明,这种新变种有着更强的传播能力。

当前全球疫情控制并不乐观,这一新变种的发现又使其多了一份不确定性。

病毒何以会变异,我们又将如何认识这一物种?

既不是生物又不是非生物的存在

病毒的构成十分简单,它只有一段遗传物质和一个蛋白质保护壳,蛋白质保护壳包裹和保护遗传物质。

这段遗传物质可以是DNA,也可以是RNA,根据不同的病毒而有所不同。

病毒无法独立生存,只能寄生在生物体的细胞中,利用它所寄生的细胞中的营养物质进行生长繁殖。

因为无法独立表现出生命迹象,病毒并不能被归为生物,而它又可以在寄生条件下进行生长繁殖,又不能说它是非生物。

所以,病毒是一种介于生物与非生物之间的存在。

病毒选择宿主的门槛十分低:一是必须具有细胞结构。二是必须是活的。

换句话说,病毒可以感染所有具有细胞结构的生命体。

人类于1899年发现了第一个病毒——烟草花叶病毒,至今为止已经有5000多种类型的病毒得到鉴定。

电子显微镜下的烟草花叶病毒

我们知道细菌的体积是十分微小的,但病毒的体积更小,大概是细菌的千分之一,大多数病毒的直径在10-300nm之间。

如此微小的体积,使得大部分病毒无法在光学显微镜下被观察到,所以一般用电子显微镜来观察研究病毒。

除了极小的体积之外,不同的病毒还具有不同的形状,比如螺旋形,正十二面体形,包膜形以及更复杂的复合型。

大小形状不一的病毒一生只做一件事:不断地繁殖。

噬菌体结构

人类并不知道它从何而来

尽管人类对病毒已经有了很深刻的认识和了解,但关于病毒的起源目前并没有一个明确的结论。

比较流行的关于病毒起源的理论主要有三种:逆向理论、细胞起源理论以及共进化理论。

逆向理论认为病毒最开始可能是寄生在大细胞里的小细胞,依靠大细胞中的养分生存,久而久之,它们变得“懒散好吃”,维持生命的一些非必要结构开始“退化”以至消失。这种说法有点“用进废退”的意味,所以这一理论又被称为“退化理论。”

细胞起源理论比较有趣,它认为一些病毒是从较大生物体的基因中“逃离”出来的DNA或RNA进化而来的,这些“逃犯”很可能是细胞中的质粒(属于DNA分子)或转座子(属于DNA片段),因为它们两个是可以在细胞里不受拘束自由穿梭的。

共进化理论是目前可信度比较高的中病毒起源理论。

它认为病毒可能是从蛋白质与核酸的复合物进化而来的,并且与细胞一起出现在远古地球,依靠细胞生活至今。

这种理论的依据是科学家发现了“进化不彻底”或者是“进化路线不同”的“病毒”:比如即使没有蛋白质衣壳但依旧可以进行自我复制的类病毒,它是一种RNA分子;不能自己生成蛋白质衣壳但可以利用乙肝病毒衣壳的丁肝病毒;仅仅由蛋白质构成而不具备核酸却仍然可以进行复制的朊病毒。

其中,类病毒和朊病毒并不是真正意义上的病毒,它们可能处在病毒进化路线的中间环节。

虽然关于病毒起源于何时何地并无定论,但人类的普遍共识是它的确已经存在了相当久的时间了。

朊病毒

病毒“罪恶”的一生

上面说过,病毒的一生就是寄生在宿主细胞中不断地繁殖的一生。那它本可以安安静静地“生孩子”,何以会引起人类的疾病呢?

科学研究表明,病毒导致人体疾病的机制可分为两种:一种是病毒对宿主细胞的直接作用,一种是病毒感染的免疫病理作用。

如何理解这两种致病机制呢?

简单来说,一种是病毒直接伤害人体细胞;另一种则是人体免疫细胞驱赶病毒,而战斗往往很激烈。

两种分子层面的“战争”导致了机体的不正常运作,人体从而表现出发病症状。

免疫系统

其实,病毒也并非喜欢入侵喜欢战斗,它只是需要生存需要复制而已,它的一生就辗转于寻找合适的宿主细胞之中。

病毒是会无限繁殖的,同时它也是容易变异的。

事实上,病毒的基因组在其复制过程中几乎每时每刻都在发生着突变。

病毒复制中的自然突变率大概在10^-5~10^-8之间,咋一看我们会觉得这是一个极低的概率,但是一个病毒颗粒可能会增殖几百万次,基于如此庞大的基数,一个病毒就可以产生许多的变异体,而更多的病毒则会使变异体的数量更加庞大。

而且,一些物理或化学因素会提高病毒突变的几率,比如温度,射线,亚硝酸盐等。

虽然大多的基因突变是致死的,但仍然会有少量的变异体存活下来,而他们具有的特性也与父代大不相同,可能变得更加可怕了。

最后

病毒入侵并不是什么罕见的事,而是自然界中很正常的生存本能,就像人类需要开拓新的居住地,需要进食有营养的食物。

然而,在强大的人类面前,病毒未必能达到它们的目的,反而会招致自身的灭绝,就像以前的天花病毒一样。