自从一个多世纪前首次发现以来,我们就对它们感到很奇怪,但是这些微小的蛋白质海盗还活着吗?
当然,如果您准备好跳出框框思考的话。
早上好,格伦夫人
学校生物学被普遍介绍使用诸如“MRS GREN”之类的首字母缩略词,旨在向学生传授一些定义所有生物的品质;
- 运动:所有生物都会移动物体
- 呼吸:所有生物都利用能量的变化
- 感觉:所有生物都会对环境的变化做出反应
- 生长:所有生物都会组装材料来生长和修复
- 繁殖:所有生物都会制作不完美的复制品
- 排泄:所有生物都会清除新陈代谢的副产品
- 营养:所有生物都含有新材料
当然,我们很快就会发现现实比这要复杂一些。
病毒可能由与地球上所有其他生物相同的基本碳基化学物质组成,但它们只能通过劫持其他生物体的细胞机制来发挥作用。
就其本身而言,它们就像宠物石头一样是格伦夫人。
因此,当我们的科学老师引发我们争论时:病毒是否与小狗和池塘浮渣一起属于生命之树,或者它们完全是其他东西?
与病毒粒子
翻阅普通的微生物学教科书,你很可能会发现“病毒”一词标记着某种病毒。模糊的照片一些看起来像外星人的东西世界大战,如果不是多面体或一个某种长杆。
但根据阿德里安·吉布斯澳大利亚国立大学病毒进化专家表示,如果只以这种方式思考病毒,我们就忽略了故事的一半。
汉斯·沃尔夫冈·阿克曼/维基媒体
“病毒是亚细胞生物,具有两个阶段的生命周期 - 第一个阶段,即传播阶段,由以下部分组成:病毒粒子(粒子)感染宿主细胞,”他向 ScienceAlert 解释道。
“病毒粒子中包含的基因组随后接管宿主的新陈代谢,并指导其制造更多的病毒粒子。”
当我们想到病毒时,我们通常会想到病毒体——自由漂浮、非代谢的遗传物质盒。
但仅仅将病毒视为一个相对不活跃的化学物质的微观盒子,我们就错过了更大的图景。该病毒还包括其宿主细胞内的繁殖过程,即使它恰好借用了源自另一种生物体基因组的机制。
吉布斯说:“病毒基因并不比任何其他基因更活或死——只有当你认为病毒粒子是‘病毒’时,你才会遇到关于活或死的古老问题。”
生物学还是化学?
部分问题在于,我们喜欢在有机体的外部划线,并想象由一组基因产生的这个单独的单位是划分地球上生命的最佳方式。
大自然似乎并不这么看。
吉布斯说:“病毒样基因构成了许多细胞生物体基因组的很大一部分,并且可能参与了它们的进化。”
事实上,只要刚刚超过 8%我们自己的基因组可能是古老病毒的残余物,在感染某些远古祖先后代代相传。
生物学家目前正在重新考虑生物多样性的定义,以更多地关注性状总数生态系统内的数量,而不是物种的数量。因此,有机体作为生命基本单位的观点可能已经过时了。
病毒之所以能存在,只是因为生命是一个广泛存在的不断进化的化学系统。
并非所有人都同意这种区别,因为病毒和岩石一样没有自我产生或自我维持的行动。
约翰·霍普金斯大学健康安全中心的传染病医生阿梅什·阿达贾 (Amesh Adalja) 表示:“我认为病毒不具备生命力。本质上,它们是惰性的,除非与活细胞接触。”告诉《生活科学》。
“病毒的一些特征使它们处于[生存]的边缘——它们具有遗传物质:DNA或RNA。它与岩石不是一回事,但就术语而言,它显然与细菌也不是一回事。这种自我维持和自我产生的行动。”
但生命与非生命之间的区别到底有多大用处呢?我们应该在哪里划清生命化学和非生命化学的界限?未来,我们还应该关心吗?
这就是生活,吉姆,但不是我们所知道的那样
“人类喜欢对事物进行分类——这有助于我们了解周围的世界,”说克劳迪娅·维克斯昆士兰大学合成生物学领域研究员、CSIRO合成生物学未来科学平台主任。
“但很多时候,自然世界并不是这样运作的。”
合成生物学是工程学与自然世界的结合,利用 DNA 等生物成分并重新调整它们以完成一些新颖的事情。
“生命是由化学构件构建而成的——DNA、RNA、蛋白质和其他细胞部分都是化学物质,通常是聚合物化学物质;它们的排列和协同作用提供了我们统称为‘生命’的特征。 ’在生物体中,”维克斯告诉 ScienceAlert。
“因此,也许将化学和生物学视为一个连续体可能更容易,其中包括病毒等事物所在的灰色地带。”
未来,我们将设计新的“中间体”,位于化学和生物学之间的连续体上。我们已经有了一个良好的开端,设计了一个六字母遗传密码它不适合生物圈其他部分使用的四字母遗传系统。
寻找类似于地球上生物学过程的恒星,我们很可能会发现更多种类的相互作用、化合物和有机汤,它们不会陷入生命与非生命的离散二分法。
病毒有生命吗?是的,如果您喜欢将大自然整齐地包装起来。
但也许是时候让格伦夫人退休了,随之而来的是我们应该在生物学和普通化学之间划清界限的古老问题。