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细菌结构|结构复杂的巨型病毒相继出现 病毒正在向生物体进化？

【细菌结构|结构复杂的巨型病毒相继出现 病毒正在向生物体进化？】病毒不能自我生存 ， 必须依附于活细胞 。 它们是一种个体微小、结构简单、只含一种核酸（DNA或者RNA） ， 必须在活细胞内寄生 ， 并以复制方式增殖的非细胞性存在 。 但是 ， 这种对于病毒的定义现在正在发生动摇 。
据日本《日经新闻》报道 ， 进入21世纪以来 ， 研究人员相继发现了一些和传统病毒具有明显差异、结构复杂的“巨型病毒” 。 它们的体型不仅要比作为微生物的细菌大得多 ， 而且还具备只有生物细胞里才有的细胞膜和多种遗传基因 。
细菌结构|结构复杂的巨型病毒相继出现 病毒正在向生物体进化？
电子显微镜下的巨型病毒Mimivirus 图据《日经新闻》
从首次发现至今 ， 科学家已经发现了100多种巨型病毒 。 这些颠覆常识的病毒令人感到困惑 ， 如果它们继续进化 ， 最终可能会成为超出人类想象的生命体 。 这也在学术界引发了一场巨大争论：到底该不该把病毒认同为生物？
首个“巨型病毒”的发现改变生命历史
【细菌结构|结构复杂的巨型病毒相继出现 病毒正在向生物体进化？】19世纪末 ， 俄国植物生理学家伊万诺夫斯基在研究烟草花叶病时首次发现了病毒 ， 他因此被誉为“病毒学之父” 。 但直到20世纪30年代 ， 人们才通过电子显微镜观察到了病毒的样子 。 从此以后 ， 病毒成为了“小”的代名词 ， 但体型巨大的病毒——“模拟细菌”的出现颠覆了惯常的认识 。
1992年 ， 英国爆发了流行性肺炎之后 ， 研究人员在英国布拉德福德一个医院的冷却塔水中发现了阿米巴原虫 。 研究人员还发现 ， 这些阿米巴原虫体内出现了另外一些球状寄生性微生物 ， 直径约750纳米 。 他们当时以为发现了一种新细菌 ， 于是将其命名为“布拉德福德球菌” 。
但在2003年 ， 研究人员用更清晰的电子显微镜对其进行解析之后才发现 ， 这些球菌更像是病毒 ， 它们是正20面体 。 研究人员此后在国际学术期刊《病毒》上发表了相关研究论文 。 由于这种病毒的体型大到足以能够被误认为是细菌 ， 所以研究人员又将其改名为“模拟细菌” 。
普通病毒的大小一般在10-100纳米之间 ， 体型较大的天花病毒直径也才300纳米左右 。 因为传统病毒体型小 ， 而且无法自主存活 ， 所以从来不会被当作是细菌一样的生物 。 但是 ， “模拟细菌”的出现改变了生命历史 ， 它让“非生物”的病毒与生物的界线变得模糊起来 。
有脂质膜包裹的DNA ， 有大量遗传信息
除了体型更大之外 ， 研究人员还发现了一个令人震惊的现象——巨型病毒里面有脂质膜包裹着的DNA ， 外面还有3层蛋白质外壳 。 在其表面甚至还生长着纤维 。 通常情况下 ， 病毒一般是通过蛋白质外壳包裹核酸 。
日本神户大学细胞学教授中屋敷均在接受采访时表示：“模拟细菌的遗传基因数量甚至超过了一部分的细菌所拥有的数量 。 它的遗传信息量约为120万碱基 ， 比支原体的遗传信息量多2倍左右 。 ”
细菌结构|结构复杂的巨型病毒相继出现 病毒正在向生物体进化？
电子显微镜下的“潘多拉病毒” 图据《日经新闻》
2013年 ， 研究人员又发现了一种椭圆形的巨型病毒“潘多拉病毒” ， 其直径约为1000纳米 。 2014年 ， 研究人员发现了直径约为1500纳米的西伯利亚阔口罐病毒（Pithovirus sibericum） 。 其中 ， “潘多拉病毒”的遗传信息量约为250万碱基 ， 已经超过了拥有细胞核的“真核生物”最小种类的遗传信息量 。
目前 ， 研究人员尚不清楚遗传信息量的多少跟什么能力有关系 ， 但有一些生物与其有着密切的依赖关系 。 病毒不能够独立地自我增殖 ， 这是它们和生物最根本的区别 。 生物体内有20种遗传基因能够具有增殖的功能 ， 奇怪的是 ， 研究人员发现了一些巨型病毒同时具有这20种遗传基因 ， 但是却依然无法自我增殖 。
离成为新生物只差一步
一些巨型病毒甚至还具有“免疫”的功能 。 它们吸收外敌的一部分DNA ， 如果再次寄生的话 ， 就能够彻底切断外敌DNA生成机制 。 这跟细菌和原始细菌的免疫功能几乎一模一样 。
东京理科大学分子生物学教授武村政春表示：“如果巨型病毒再具有能够合成蛋白质的遗传基因的话 ， 它们也许能进化成新的生物 。 ”而对于巨型病毒是如何产生的 ， 武村教授表示 ， 许多观点认为 ， 它们从已经被感染的生物身上不断夺取遗传基因 ， 从而不断变大 。
武村教授发现的巨型病毒里有一种“美杜莎病毒” ， 这种病毒能够制作可以折叠复杂DNA的蛋白质 。 作为真核生物的人类也具有同样的机制 ， 所以有观点认为病毒可能比人类等真核生物先具备这种机制 。
据了解 ， 从首个巨型病毒“模拟细菌”被发现到现在 ， 研究人员已经发现了100多种巨型病毒 。 这些发现在学术界引发了一场巨大的争论——“到底该不该把病毒认同为生物？”支持的一派认为“病毒种类庞大、且复杂” ， 反对的观点则认为 ， “它们没办法通过自身力量增殖 ， 不能够发生维持生命的化学反应” 。
对此 ， 中屋敷均教授认为：“病毒也有子子孙孙 ， 它们也在不断进化 。 虽然它们不具备生物才有的细胞 ， 但我们还是应该把它们叫做‘生物’ 。 ”
生物同非生物的界线是否需要重新定义？巨型病毒的相继发现正在迫使学界对这个问题作出再判断 。
红星新闻采访人员 王雅林 罗天
编辑 张寻
（本文来自红星新闻APP ， 请至各大应用市场下载）
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