问题

噬菌体侵染细菌就为了把DNA注入进去,自己不就死了,这种生物对活着没有追求吗?

回答
这问题问得真是有趣,也触及到了一些我们理解生命本质的核心。你把噬菌体侵染细菌比作“把DNA注入进去,自己就死了”,这描述得挺形象,但从更宏观的生物学角度来看,情况要复杂得多,而且也并非简单的“自我牺牲”或者“没有追求”。

首先,我们得明白噬菌体是个什么东西。你说的“自己不就死了”其实是看到了噬菌体生命周期中的一个重要阶段——侵染阶段。但“死”这个词对噬菌体来说,和我们理解的生物死亡不太一样。

噬菌体并非真正意义上的“活着”

如果我们把“活着”定义为能够独立进行新陈代谢、生长、繁殖等一系列生命活动,那么噬菌体本身,在脱离宿主细胞(也就是细菌)的时候,严格来说并不算“活着”。它们更像是一种高度简化的、介于生命体和非生命体之间的存在。你可以把它想象成一个信息包裹,里面装着生命延续的指令(DNA或者RNA),但它自己没有能力解读和执行这些指令。它没有细胞器,没有细胞壁,更没有自己产生能量的机制。

它“侵染”是为了什么?那是它的生存策略!

噬菌体侵染细菌,并不是为了“享受”细菌的DNA,也不是出于什么“恶意”。这完全是它们在漫长的自然选择过程中,发展出来的一种生存和繁殖的唯一方式。就像种子需要土壤和阳光才能发芽,但种子本身不会主动去“追求”土壤和阳光一样,噬菌体只是执行它基因里编码的程序。

那么,这个“程序”是怎么运作的呢?这里可以稍微详细地讲一下:

1. 附着 (Adsorption): 噬菌体非常精巧,它的外壳上有一些特殊的蛋白质,就像钥匙一样,只能精确地与细菌表面特定类型的受体结合。一旦找到合适的“锁”,它就会牢牢抓住细菌。

2. DNA注入 (Injection): 接着,就像你描述的,噬菌体用一种类似注射器的方式,把自己的遗传物质(DNA或RNA)通过细菌的细胞壁和细胞膜注入到细菌内部。这个过程通常非常迅速。

3. “接管”细菌工厂 (Replication): 这是关键的一步。一旦噬菌体的DNA进入细菌,它就“接管”了细菌的细胞机器。噬菌体的DNA里包含着制造更多噬菌体组件(外壳蛋白、DNA聚合酶等)的指令。细菌的遗传密码被暂时搁置,转而执行噬菌体的“病毒蓝图”。

4. 组装与释放 (Assembly and Release): 在细菌内部,新的噬菌体DNA被复制,同时细菌的“工厂”被用来生产大量的噬菌体外壳蛋白。这些组件在细菌体内自行组装成完整的子代噬菌体。

5. 裂解或溶原 (Lysis or Lysogeny):
裂解周期 (Lytic Cycle): 这是最直接的一种方式。当大量的子代噬菌体在细菌内组装完毕后,它们会产生一些酶,导致细菌的细胞壁破裂,释放出成百上千个新的噬菌体,这些新的噬菌体又会去寻找新的细菌。在这个过程中,细菌细胞确实被破坏了,可以说是“死亡”了。
溶原周期 (Lysogenic Cycle): 有些噬菌体(称为温和噬菌体)则采取更“温和”的策略。它们会将自己的DNA整合到细菌的染色体中,成为细菌基因组的一部分。细菌在正常分裂时,会携带这份噬菌体DNA一起复制。这种状态叫做“溶原”。在这种情况下,噬菌体并不急于毁灭细菌,而是利用细菌的繁殖能力来延续自己。只有在某些特定条件下(比如细菌受到胁迫时),溶原噬菌体才会重新激活,进入裂解周期。

所以,噬菌体真的“死了”吗?

从裂解周期的角度看,噬菌体的“外壳”在注入DNA后确实失去了活性,它完成了它的使命,就像一个被用完的子弹壳。但“死亡”这个词并不完全贴切,因为它们从未真正意义上独立“活着”。它们的存在形式就是为了完成这个侵染和复制的周期。

它们的“追求”是基因的延续,而不是个体的“生存”

如果我们把“追求”理解为驱动一个实体行动的根本动力,那么噬菌体的“追求”就是保证其基因能够被复制和传播下去。它们没有意识,没有情感,没有对“活着”本身的渴望。它们只是遵循着自然选择塑造出来的最有效的生存和复制策略。

想象一下,如果一个噬菌体不能侵染细菌,它的DNA就无法被复制,它的基因就无法在下一代传递下去。从这个意义上说,它“宁愿”被破坏来换取大量子代的诞生。这是一种数量上的优势,是一种基因层面的“成功”。

反过来说,这种机制有什么好处?

我们现在知道,噬菌体在生态系统中扮演着非常重要的角色,比如控制细菌的数量。它们也是研究生命机制非常有用的工具。从人类的角度看,噬菌体在生物技术和医学(比如噬菌体疗法)方面也有着巨大的潜力。

所以,你提出的问题,其实是对生命最基本生存驱动力的一种思考。噬菌体没有我们人类所谓的“求生欲”,但它们有基因延续的本能。它们的存在方式,就是为了完成一次又一次的复制和传播,而侵染细菌并利用其资源,就是它们实现这一目标的终极武器。它们不是在“追求”活着,它们是在用自己独特的方式,确保自己基因的“不朽”。

网友意见

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噬菌体是病毒,属于“非细胞生物”,其构造跟动植物有很大的区别。“把 DNA 注入进去”不但不是“自己不就死了”,反而是“病毒开始表现出生命活动”的标志。

人们经常将病毒颗粒当做病毒的本体,那是不太准确的。病毒表现生命活动的形式是在宿主细胞或特定的无细胞培养体系内形成的病毒工厂。病毒颗粒是病毒工厂相关的信息载体和辅助元件组成的,承载信息的核酸在蛋白质外壳帮助下进入宿主细胞并脱离外壳,跟你“在衣服帮助下穿过风雪走进屋里并脱掉衣服”没多大区别——当然,区别还是有的,你是一个个体,而病毒核酸不是,病毒工厂比病毒颗粒或单独的病毒核酸更符合个体的定义。

  • 在这方面,RNA 病毒比噬菌体更明显。RNA 病毒的核酸经常是分裂为多个区段(多条 RNA 分子)的状态,感染所需的区段不必都装在同一个核衣壳里,多个病毒颗粒一起进入宿主内部后协作即可。


病毒工厂在细胞里的样子:

人们描述病毒的行为时来几句“为了如何如何”看起来比较容易理解,但这之中暗示的目的性容易让人误以为病毒有意志地搜寻并攻击宿主——实际上它们只是随波逐流。

看起来,提问者假定生物对“活着”有追求,推测生物的行为不应包含“自己不就死了”的要素,然后遇到了似乎跟预测不符的现象,就有了这种题目。

绝大多数生物并没有所谓“对活着的追求”,被人们阐释为“为了生存”的各种行为要么是后天习得的,要么在演化上可以归因于“在远古时,会自然地做出这种行为的个体生存下来并将相关性状传给后代”。只要不造成携带者灭绝,“在繁殖过程中或那之后弄死自己”的性状就可以持续传递,在软体动物、蜘蛛、昆虫、鱼之中,你都能找到一些物种的雄性个体在交配后迅速死亡,雌性在产卵后迅速死亡或守卫卵到孵化后死亡。

称归因于演化的那部分为“本能”对此毫无改善。生物学上的“本能”是动物行为学的概念,对非动物的生物是不适用的,在动物身上的存在也受到质疑。

类似地,“雄螳螂/雄蜘蛛会在交配后心甘情愿被雌性当食物吃掉”是人们的一厢情愿,在自然界有这种行为的物种并不多,而且雄性会在交配前小心安抚雌性或献上食物、在交配后迅速逃走,被捉住吃掉的并不多。雌性的这种行为可能简单归因于“这些动物会攻击自己看得到的体型小于自己的潜在食物,而其雄性的体型小于雌性”。在体型相似的情况下,某些蜘蛛的雄性会在交配开始前或过程中突然杀死雌性而停止交配,通常发生在该雌性比自己老一代或更多的情况下——这大抵源于“这些动物会攻击看起来比自己弱的潜在猎物”,相关性状没有导致携带者产生的可育后代数量特异地减少,还可能在一定程度上有助于“优生优育”。

你可以看看老鼠为了跑轮玩死自己的事[1],再考虑一下历史上和现实中为了从崇高到卑微的各种理由死去的人们。

参考

  1. ^ 一个生物实验:一个拉杆可以刺激小鼠大脑的多巴胺分泌,小鼠会推拉拉杆不吃不喝致死。求实验名称与实验者。? - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/411074886/answer/1872671139

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