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问题

生物进化中，病毒存在至今有何意义？

回答
生物进化是一条漫长而错综复杂的道路，在这条道路上，我们常常会被那些看似微不足道，甚至被视为“敌人”的生命形式所困扰——那就是病毒。然而，当我们拨开表面的恐惧与排斥，深入探究，会发现病毒的存在，在生物进化的宏大叙事中，扮演着至关重要的角色，其意义之深远，远超我们的想象。

首先，病毒是进化创新的强大驱动力。想象一下，如果所有生命形式都一成不变，那将是多么枯燥且脆弱的世界。病毒，作为一种高度依赖宿主细胞进行复制的病原体，它们与宿主之间的“军备竞赛”正是驱动生物不断进化的主要动力之一。

病毒通过不断变异，以逃避宿主的免疫系统，同时寻找新的感染策略。在这个过程中，它们会不断修改自己的基因组，甚至与其他病毒或宿主细胞的基因组发生交换。而这些病毒的遗传物质，或者说病毒“制造”的基因片段，有时会意外地被整合到宿主的基因组中，成为宿主的一部分。这个过程，被称为内源化病毒（Endogenous Retroviruses, ERVs）。

不要小看这些“寄生虫”留下的痕迹。一旦被整合到宿主基因组中，ERVs就可能被宿主“驯化”，赋予新的功能。它们可以参与基因调控，影响基因的表达模式，甚至成为新的蛋白质的编码序列。举个例子，在人类的进化过程中，一些ERVs被发现参与了胎盘的发育，特别是形成一种叫做合胞素（Syncytin）的蛋白质，这种蛋白质对于胎盘的形成和母婴之间的免疫兼容至关重要。没有病毒的“礼物”，我们人类（以及许多其他哺乳动物）可能就无法顺利孕育后代。

其次，病毒促进了基因多样性的产生和传播。病毒可以作为“基因的搬运工”，通过一种叫做转导（transduction）的过程，将宿主基因组中的一段DNA转移到另一个宿主细胞中。尽管这个过程在自然界中的普遍性仍在研究中，但理论上，病毒可以携带细菌、古菌，甚至真核生物的基因，将它们散播到不同的物种之间。这种水平基因转移（Horizontal Gene Transfer, HGT），尤其是在微生物界，是导致基因多样性爆炸性增长的重要原因。它打破了物种间的生殖隔离，使得一些有利的基因（例如抗生素耐药性基因）能够快速传播，从而加速了适应性进化。

再者，病毒在宿主进化中扮演着“筛选器”的角色。当病毒感染一个种群时，它们会选择性地攻击那些更脆弱的个体。那些能够抵抗病毒感染或从病毒感染中恢复的个体，更有可能生存下来并繁衍后代。这就如同自然选择的压力，加速了那些对病毒具有抵抗性的基因在种群中的扩散。这种病毒驱动的选择压力，能够迫使宿主发展出更复杂的免疫系统，更高效的DNA修复机制，以及更广泛的适应性能力。

我们也可以从另一个角度来看待病毒。它们是生命的最基本存在形式之一，它们的起源甚至可能早于我们所熟知的细胞生命。研究病毒的进化，实际上是在探索生命的起源和早期演化。病毒的简单结构和高度专一性，为我们理解遗传物质如何复制、如何传递，以及生命如何从非生命物质中产生提供了重要的线索。

最后，从更广阔的生态学角度来看，病毒也并非全然的破坏者。在海洋生态系统中，病毒感染浮游生物是导致其死亡的主要原因之一。这些被病毒“消灭”的生物，它们的有机物质会分解，释放出重要的营养物质（如氮、磷等）回到海洋环境中，滋养其他的浮游生物，从而维持整个海洋生态系统的物质循环和能量流动。没有病毒的“清理”作用，海洋生态系统可能会不堪重负，甚至崩溃。

因此，病毒的存在，并非仅仅是生物进化史上的“插曲”或者“副作用”。它们是参与者，是推动者，是塑造者。它们以一种我们常常忽略，甚至感到畏惧的方式，深刻地影响着所有生命的形态、功能和多样性。可以说，正是因为有了病毒，生物进化的这幅画卷才更加波澜壮阔，充满了生命力的韧性和创造力。它们是“最古老的生命形式”之一，也是“最活跃的进化力量”之一，是生命这首宏伟交响乐中不可或缺的，甚至是至关重要的一个乐章。

网友意见

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【2020.2.8更】突然想起，长的像小机器人的噬菌体也是一种病毒，再分享一个油管上噬菌体相关的科普片：世界上最致命的存在B站上也有，可以直接看：Kurzgesagt】世界上最致命的存在——噬菌体@青知字幕组

有何意义？这个问题不仅是生物学意义上的，甚至可以上升到物种起源、进化和哲学意义的方向。我不专业，这里只分享两部非常有价值的科普纪录片，让大家能感受一下病毒、了解一下人类免疫系统是如何和病毒斗争的。

  • 1.病毒为何致命 Why Do Viruses Kill (2010)
  • 2.细胞战场——绝对好奇.Curiosity.S02E05

两部片子都很好看，第一步侧重于纪实，谈到了病毒存在于地球的意义，猪流感埃博拉等病毒的传播；第二部侧重于病毒在人体内的入侵、复制、以及微观视角内病毒和细胞之间的斗争，堪称大片。两部片子百度一下很多资源，B站也有，我这里也上传了，可以直接看。

1.病毒为何致命 Why Do Viruses Kill (2010)

导演: Dick Taylor

主演: 马克·斯特朗 / Wendy Barclay / Ian Bedford

类型: 纪录片

制片国家/地区: 英国

语言: 英语

上映日期: 2010-01-13

片长: 50分钟

又名: Why Do Viruses Kill?

IMDb链接: tt1601359

病毒为何致命的剧情简介 · · · · · ·

　　Just months ago, the world stood in fear of an emerging new disease that threatened to kill millions. A new flu variant H1N1 had arrived. In the UK alone, 65,000 deaths were predicted. Yet to date, these dire warnings have not materialised.
　　If this latest pandemic has taught anything, it is just how little is understood about the invisible world of viruses. But that has not stopped scientists trying.
　　Horizon follows the leading researchers from across the world, who are attempting to unravel the many secrets of viruses to understand when and why they kill.

就在几个月前,全世界都对一种正在威胁杀死数百万人的新兴疾病感到恐惧 一种新的H1N1流感变体已经到来 仅在英国,预计会有65,000人死亡 迄今为止,这些可怕的警告尚未实现 如果这种最新的流行病学到了什么,那么对病毒的无形世界的了解就很少 但这并没有阻止科学家尝试 Horizo n跟着来自世界各地的领先研究人员,他们试图揭示病毒的许多秘密,以了解何时以及为何杀死病毒

视频发出来审核不通过，只能在线观看了：在线观看

2.绝对好奇：细胞战场 Curiosity: Battlefield Cell (2012)

导演: Michael Davis

编剧: Patrick Makin / Adam Rosenthal

类型: 纪录片

制片国家/地区: 美国

语言: 英语

上映日期: 2012-12-14

片长: 42分钟

又名: 好奇探究：细胞战争 / 三十亿年的战争 / 人体奥妙之细胞的暗战

IMDb链接: tt2643934

绝对好奇：细胞战场的剧情简介 · · · · · ·

　　来自同源的细胞与病毒之间三十亿年的战争，永不停歇...

细胞战场Battlefield Cell https://www.zhihu.com/video/1208742580936392704

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