編者按： 仰望星空，與日月星辰對話；遨遊天際，和山川湖海晤談；俯身大地，同草木蟲魚私語。「探索地質科學奧秘 傳播自然資源文化」，2023年7月26日起，紅網聯合湖南省地質博物館開設「博學科普站」專題，為推進人與自然和諧共生現代化與自然資源高質素發展彰顯地博擔當、貢獻地博力量。
本期迎來的是「尋古探今，共建生態文明」論壇之劍與盾之歌——瘟疫與免疫的生命競技場。讓我們跟隨劉歡教授的講解，一同了解病毒這樣一種特殊的生命體，是如何在生物演化中，參與到人類以及大自然的基因和物種的演化的。
紅網時刻新聞通訊員 劉歡 長沙報道
在「國際熊貓日」當天，湖南省地質博物館、世界自然基金會（瑞士）北京代表處（WWF）、湖南省自然資源資產學會在省地博報告廳聯合舉辦了「國際熊貓日學術主題論壇」。以「尋古探今，共建生態文明」為主題的「國際熊貓日學術主題論壇」，邀請了長期從事生物研究、生態建設的專家學者，用一場跨越時空的精彩對話，引領大家對瀕危野生動物及其棲息地進行保護，對全球生物多樣性保護問題給予關註，共創人與自然和諧共生的美好未來。
本期作分享的專家是來自中國科學技術大學副教授劉歡。
「國際熊貓日學術主題論壇」現場。
我下面要分享的這個主題，實際上是一個交叉的（內容），所以今天從另外角度，認識一個既熟悉又陌生的生物物種，那就是病毒。
今天的主題叫做「瘟疫與免疫的生命競技場」，是關於病毒學科普圖書——【劍與盾之歌：瘟疫與免疫的生命競技場】裏面的一個章節的節選。這樣一種特殊的生命體，是如何在生物演化中，參與到人類以及大自然的基因和物種的演化的。
中國科學技術大學副教授劉歡。
我們對於地球的認識是從物質世界開始的，如果把地球上所有的物種生物的基因聚焦到生物大分子的微觀世界當中，每一種生態物種都攜帶著它自己所獨有的基因庫。而這樣一個龐大的基因庫，又構成了包含全部生命體基因的地球基因庫。細菌和病毒——這些單細胞或者是要寄宿在細胞中的特殊的生命體，具有一種非常簡單的生命形式和代謝機理，所攜帶的遺傳資訊獨立性也相對較強。細胞細菌或者是寄宿在細胞中的病毒，它的基因組就負責細胞的整個的生命活動，就是常說的「船小好調頭，樹小易生根」。微生物在遺傳資訊傳遞方面，具有非常獨特的優勢，它們不僅非常容易從地球的基因庫中來調取這些基因資訊，而且非常容易進入到地球的基因庫中來收集這些基因資訊。這些微生物的多樣性和靈活性的特點，反而使這種龐大的物種具備一種生存、或者說演化上的物種優勢。
我們常常講，生命的演化是從單細胞到多細胞，從簡單到復雜，從低階到高級。以人類為例，在基因資訊的傳遞過程中，是垂直的遺傳方式。物種的延續實際上都是透過父代傳到子代，一代一代地把遺傳資訊傳遞下來。而且這種傳遞常常是具有保真性和修復性功能的。單細胞生物雖然也能夠以這種垂直的方式來進行傳遞。但是它在水平遺傳資訊的方面會更具備優勢。
舉個例子，在治療疾病的時候，醫生會根據我們體內細菌感染的類別來開相應的抗生素藥物，針對性地用藥就是為了盡可能地避免耐藥性的產生。細菌耐藥性側面展示了它可以透過質體把這些耐藥的基因傳遞給相關的一些細胞。同時這種情況也發生在病毒當中，它們也可以透過基因的重配或者是重組來產生新的病毒組的準種。這也就使得這些看似不起眼的非常簡單的生命形式，在遺傳學和多樣性上，具備了更加廣闊的空間。
資料圖。
人類在所有細胞當中，實際上是由一套二十三對染色體、超過三十億對的堿基，這樣一套非常復雜的密碼系統來調控的。這一套系統存在於我們身體裏面，分布在絕大多數的細胞中。每一個細胞中其實都有著二十三對染色體，但是卻分化成了不同的細胞功能。在這種以人類為代表的多細胞的復雜生命體當中，這些遺傳基因如果發生一些變化或者突變，它所帶來的生存風險就要遠遠大於單細胞生命體或者是病毒這些微生物。
對比簡單的微生物和人類這樣的高級動物，這兩個物種之間會不會有某種關聯呢？答案是肯定的。透過研究發現，人類的基因組DNA遺傳資訊當中，約有8%是來自病毒，這種被稱為人內源性的逆轉錄病毒。而逆轉錄病毒作為大家在自然科學中研究的一個病毒的種類，很多人應該聽過它的名字，其中有一種代表性的就是愛滋病的病毒，也叫人類免疫缺陷病毒，它就是可以導致疾病當中的逆轉錄病毒的一種代表類別。從病毒基因組和人類基因組的一種相互關系，就推測應該是在人類自身的發展前進演化的某個時期，這種逆轉錄病毒透過把病毒的基因整合到人類的基因組當中，有一部份存留到了現在，另外一部份隨著環境的變化，可能已經消失在歷史的長河中了。
在病毒和人類這樣的一種相處模式中，其實都是以人類的視角來看待。這個時候如果跳出人類的視角，來看待人類和病毒之間的一個演化關系，我們會發現，如果人感染了呼吸道的致病微生物後，透過咳嗽打噴嚏的方式把這些微生物排出體外，這對人類來講，它是一個排毒的過程，來減少體內的致病病原體；而對於微生物而言，它實際上是有更多的機會感染到其他的宿主，來增加它的生存機會和生存空間。類似的情況，還包括水痘、霍亂弧菌和類似的一種微生物。結合這三種致病微生物，可以發現，它在感染人的過程當中，並不是人類主觀地去把這些微生物排出體外或者釋放到環境當中，而是由自身的一種生理條件造成的一種客觀的生理反應。而這種反應從結果過程來看，是由微生物所引發的。
資料圖。
既然這種微生物要寄宿在細胞中，才能夠存活。大家也常常會產生一個疑問，如果是這樣的話，為什麽會有一些烈性的或者是高致死率的一種病毒的出現？原則上來講，這種溫和的病毒，它是持續性的感染，病毒可以在宿主當中存活更長的時間，產生更多的族群。但是有一些病毒，比如說還有一些烈性的病原，它快速地殺死宿主，那麽對於它來講，是不是把自己的生存空間也給破壞掉了。我們說病毒的宿主，關註的也更多是人類。實際上除了人類一個物種，還有很多天然宿主的存在。這些天然的宿主，它能夠和病毒長期保存共存共生的空間。就是說，病毒是在不斷拓展宿主的過程中來提升它的物種演化適應能力。在人類醫學或者在對抗疾病過程中，疫苗就是非常好的生物演化或者是病毒適應宿主的案例。巴斯德透過科學減毒的方法，把本來具有很強毒性的狂犬病毒，透過人工馴化減毒的方法，使其毒性減弱，做了以毒攻毒的策略。然後開創了一種減毒疫苗的非常經典的研制路線。從演化或者說從生物多樣性的角度來講，或許這些微生物，這些更加簡單、更加不起眼的病毒，才是在生物多樣性方面更具備物種有利競爭的生命體。或許它不一定是全程都領跑，但它一定是最長遠的生命代言人。
今天透過主題分享，我們希望從另外的視角來跟大家來介紹一下，無論是非常簡單的生命，還是高級生物，實際上在演化的過程當中，都要去適應環境，並且透過基因重組和不斷變化來適應新的環境發展。
