问题

为什么部分科学家不认为病毒是生物?

回答
一部分科学家之所以对病毒是否能被归类为“生物”持保留态度,主要是因为病毒在许多关键的生命特征上,与我们传统认知中的生物体有着显著的差异。这并不是说病毒不重要,或者它们不是自然界中真实存在且具有强大影响力的实体,而是关于它们的“生命”定义,存在着一些根本性的分歧。

首先,也是最核心的一点,是关于“细胞结构”的缺失。我们普遍认为,生命的基本单位是细胞,无论是简单的细菌还是复杂的人类,都由细胞构成。细胞拥有细胞膜、细胞质、遗传物质(DNA或RNA)以及一套维持生命活动所需的复杂生化机器,比如核糖体。然而,病毒却完全不具备这些。它们本质上是一段遗传物质,包裹在一个由蛋白质组成的外壳(称为衣壳)里,有些更复杂一些的病毒还会有脂质包膜。它们没有细胞器,没有能量代谢系统,也没有合成蛋白质的机制。

这就引出了另一个关键问题:自我复制能力。地球上我们认识的所有生物,无论多么简单,都能在一定条件下独立完成自我复制。它们有自己的代谢途径,能够从环境中获取能量和物质,然后利用这些资源来复制自身的遗传物质、合成必要的蛋白质,并最终分裂成新的个体。病毒则不同,它们是彻头彻尾的“寄生虫”。它们无法独立复制,一旦进入宿主细胞,就会劫持宿主细胞的代谢系统和复制机制,利用宿主细胞的原料和能量来制造更多的病毒颗粒。你可以想象它们就像一张“蓝图”或“指令”,但没有制造的工厂。没有宿主细胞,病毒就只能像一颗小小的蛋白质包裹的遗传物质,静止不动,毫无生命迹象。

再者,新陈代谢也是一个重要的衡量标准。生物体需要进行一系列复杂的化学反应来维持自身结构、生长和繁殖,这个过程就是新陈代谢。它们会摄取营养物质,将其分解产生能量,或者利用能量来合成更复杂的分子。病毒则不具备任何形式的新陈代谢。它们不“吃”,也不“呼吸”,更不产生能量。它们完全依赖宿主细胞来完成所有这些生命必需的活动。

从进化的角度来看,病毒也显得有些“另类”。它们缺乏自身精确的遗传物质复制和修复机制,这使得它们在复制过程中更容易产生突变。虽然突变是进化的驱动力,但病毒的这种“不稳定性”也让它们与那些拥有相对稳定生殖和遗传机制的生物有所区别。

当然,并非所有科学家都完全否定病毒的“生命”属性。有一些观点认为,如果我们将生命定义得更宽泛一些,比如包括那些能够进行进化、拥有遗传物质并能对环境做出反应的实体,那么病毒或许可以被视为一种“简化的生命形式”,或者说是一种“介于生命与非生命之间的存在”。毕竟,它们能进化,能通过自然选择被筛选,并且它们对生命世界的影响是毋庸置疑的。

所以,当一部分科学家拒绝将病毒称为“生物”时,他们更侧重于病毒在细胞结构、独立复制和新陈代谢这些“传统”生命定义上的缺失。这更像是一种对“生命”这个概念进行严谨定义和分类的学术讨论,而不是否认病毒本身的存在或其在生态系统中的重要性。他们更倾向于将病毒视为一种“生物因子”(biological entity)或者“分子集合体”,强调其寄生性和对宿主细胞的依赖性,从而将其与我们通常意义上的“活着的生物”区分开来。

网友意见

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现实中科学家在病毒算不算生物的问题上意见并不统一。认为病毒不是生物的科学家的理由是病毒无法自行表现出生命现象,必须依靠寄生在其它活细胞上来复制,行为介于生命体及非生命体之间,不是生物也不是非生物。为此,在很长时间里,有许多学者为地球碳基生物设置了“区分生命与非生命的关键是拥有核糖体以及进行翻译的能力”这样平时你不会遇到的标准,将病毒排斥在生物之外。

2020年2月以来,科学家已经发现很多大型噬菌体拥有这种翻译机制[1]——是真的很多。

“生命与非生命的界限”模糊了。

目前生物学并未对绝大部分病毒尝试进行细致的分类。目前看来,地球上病毒的物种数远远多于其它生命的物种数,光是针对已经有细致分类的174万种细胞生物的病毒就有约1亿种。病毒的数量保守估计在2E31个以上,其中DNA病毒和RNA病毒各占一半。稍微激进一点的估计就会得到将原核生物远远抛在后面的数值。

承认病毒是生物会带来的问题不止是堆积如山的分类工作,你还必须考虑各种亚病毒因子:类病毒、拟病毒、缺损干扰RNA、朊毒体算不算生物。这些都是不具备完整的复制机构的感染性因子,而到了朊毒体这一步,有序性的扩增已经和结晶、热带风暴之类在一个水准了。一步步推移这个界限会导致生物和非生物的界限变得极其模糊,对人类认识世界可能并没有益处。

参考

  1. ^ https://www.nature.com/articles/s41586-020-2007-4

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