南非開普敦大學的病毒學家埃德·雷比奇回答
追蹤病毒的起源非常困難,因為它們不留下化石,而且因為它們在入侵的細胞內複製自身時使用了一些技巧。有些病毒甚至有能力將自己的基因縫合到它們感染的細胞基因中,這意味著研究它們的祖先需要將它們從宿主和其他生物的歷史中解開。使這個過程更加複雜的是,病毒不僅僅感染人類;它們基本上可以感染任何生物——從細菌到馬;從海藻到人。
儘管如此,科學家們還是能夠根據許多病毒(例如引起皰疹和單核細胞增多症的病毒)的基因似乎與細胞自身基因共享某些特性這一事實,拼湊出一些病毒的歷史。這可能表明它們最初是細胞 DNA 的大片段,然後變得獨立——或者這些病毒在進化早期就出現了,並且它們的一些 DNA 留在了細胞基因組中。感染人類的一些病毒與感染細菌的病毒共享結構特徵這一事實可能意味著所有這些病毒都有共同的起源,可以追溯到數十億年前。這突出了追蹤病毒起源的另一個問題:大多數現代病毒似乎是由來自不同來源的片段拼湊而成——一種構建生物體的“混合搭配”方法。
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像致命的埃博拉病毒和馬爾堡病毒,以及引起麻疹和狂犬病等遠親病毒只在有限數量的物種中發現這一事實表明,這些病毒相對較新——畢竟,這些生物在進化時間上出現的時間相對較晚。許多這些“新”病毒可能起源於數百萬年前的昆蟲,並在進化的某個時候發展出感染其他物種的能力——可能是由於昆蟲與它們互動或以它們為食。
人們認為艾滋病毒最初於 20 世紀 30 年代在人類中出現,是另一種病毒,被稱為逆轉錄病毒。這些簡單的病毒類似於在正常細胞中發現的元素,這些元素具有複製自身並將其插入整個基因組的能力。有許多病毒具有類似的自我複製方式——這個過程顛倒了細胞中資訊的正常流動,這就是術語“逆轉錄”的由來——它們用於複製的中央機制可能是從地球上原始生命形式到我們今天所知的生命的橋樑。事實上,我們的基因中攜帶著許多“化石化”的逆轉錄病毒——從遙遠祖先的感染中遺留下來的——這可以幫助我們追溯我們作為一個物種的進化。
還有一些病毒的基因組非常大,以至於科學家們無法完全弄清楚它們來自細胞的哪個部分。例如,以迄今為止發現的最大的病毒——擬菌病毒為例:它的基因組比艾滋病毒大 50 倍左右,並且比某些細菌的基因組還大。一些已知最大的病毒感染簡單的生物,如變形蟲和簡單的海洋藻類。這表明它們可能具有古老的起源,可能是作為寄生生命形式,然後適應了“病毒生活方式”。事實上,病毒可能是進化變化的重要事件的幕後推手,尤其是在更復雜的生物型別中。
然而,歸根結底,儘管大多數病毒都具有共同的特徵和複製和傳播其基因組的獨特能力,但大多數病毒的起源可能永遠是模糊不清的。