病毒是生物嗎?要想回答這個(gè)問題,我們得先來了解一下“五界系統(tǒng)”?!拔褰缦到y(tǒng)”,這名字聽起來還挺玄幻,但實(shí)際上與小說可沒什么關(guān)系,它是生物學(xué)家方便把世間生物分門別類而專門創(chuàng)造出來的一種分類方法。當(dāng)然,在“五界系統(tǒng)”出現(xiàn)之前,還出現(xiàn)過“兩界”、“三界”、“四界”系統(tǒng),但目前得到比較多生物學(xué)家承認(rèn)的是“五界系統(tǒng)”。它是由美國學(xué)者惠特克提出的。那么這“五界”都是什么呢?
是的,你沒看錯!在這個(gè)所有生物都能找到自己一席之地的地方,竟然沒有病毒的位置!這是因?yàn)椴《舅悴凰闵?,科學(xué)家們的意見并不統(tǒng)一。為什么會出現(xiàn)這種分歧,這還要從病毒的結(jié)構(gòu)說起。
在生命科學(xué)領(lǐng)域,大多數(shù)生物學(xué)家認(rèn)同細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu),也就是說,一個(gè)東西能夠被稱為生物的前提是它要具有細(xì)胞。
下面咱們來看一下典型的病毒結(jié)構(gòu)圖(以“噬菌體”病毒為例)和細(xì)胞生物的對比(以“細(xì)菌”為例)。
大家可以來找找這兩張圖里有什么不同。這個(gè)“找不同”還是很好完成的吧?通過對比,你是不是發(fā)現(xiàn)了,噬菌體病毒是沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的?
不同的病毒雖然形狀不同,但結(jié)構(gòu)都差不多,基本上都是外穿一層蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)內(nèi)藏一條遺傳鏈,當(dāng)然這個(gè)遺傳鏈可能是DNA(脫氧核糖核酸組成的長鏈),也可能是RNA(核糖核酸組成的長鏈)。還有一種叫做“朊病毒”的家伙就更奇怪了,它們連遺傳物質(zhì)也沒有,就是由一團(tuán)折疊的蛋白質(zhì)組成。正是因?yàn)椴《静痪哂屑?xì)胞結(jié)構(gòu),很多生物學(xué)家就把它踢出了生物界,認(rèn)為它不屬于生物。
但另外有一些生物學(xué)家堅(jiān)稱病毒應(yīng)該劃入生物的范圍內(nèi)。這些生物學(xué)家又是依據(jù)什么判斷的呢?這就得看看病毒是如何生存和“繁衍”下一代了。
絕大多數(shù)病毒的結(jié)構(gòu)都是一個(gè)蛋白質(zhì)外殼里面包裹著DNA或者RNA。但它的蛋白殼里除了這些遺傳物質(zhì),根本沒有可以合成遺傳物質(zhì)或者蛋白質(zhì)外殼的東西,這就很麻煩了!也就是說,它根本不能依靠自己身上的東西來產(chǎn)生下一代!病毒的蛋白質(zhì)外殼很容易失去活力,紫外線、殺毒劑、高溫都能破壞它的蛋白質(zhì)外殼,進(jìn)而殺死病毒。如果不能及時(shí)合成下一代,病毒家族暴露在空氣中很快就會完蛋。這可怎么辦呢?
為了生存下去,病毒就會找到一個(gè)細(xì)胞,將自己的遺傳物質(zhì)注入到其他生物的細(xì)胞里面,從別人那里搶奪組成DNA或者RNA的物質(zhì),合成自己的蛋白質(zhì)外殼和遺傳物質(zhì),隨后會在細(xì)胞里面進(jìn)行重新組裝,組裝完成后它們就會從沖出細(xì)胞,尋找新的目標(biāo),而被感染的細(xì)胞絕大多數(shù)都難逃死掉的命運(yùn)。
正是因?yàn)檫@個(gè)“繁衍”過程,有一些生物學(xué)家認(rèn)為,病毒雖然自己沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),但它也是一種必須在細(xì)胞中才能生存下去的小東西,更何況它還擁有遺傳物質(zhì)呢?所以它勉勉強(qiáng)強(qiáng)地也應(yīng)該劃入生物范圍內(nèi)。
直到今天,關(guān)于病毒是否屬于生物的爭論仍然在進(jìn)行,但是這個(gè)觀點(diǎn)上的分歧并不影響科學(xué)家們并肩去迎接病毒給人類帶來的挑戰(zhàn)。
本文為科普中國-星空計(jì)劃作品
出品|中國科協(xié)科普部
監(jiān)制|中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
作者丨萬瑩 科普創(chuàng)作者
審核丨陶寧 中科院生物物理研究所 副研究員