太空病毒
人类对外星生命的探索正在升温,美国宇航局(NASA)也大力支持天体生物学。每当谈及外星生命,人们最先想到的是一些长得奇形怪状的动物,但还有一种更为合理的可能性往往会被人们所忽视,那就是太空病毒。虽然有些人可能会认为发现这些微型噬菌体的刺激程度不如其他大型生物,但无论怎样,这将是人类搜寻外星生命的里程碑式结果。
目前,NASA正致力于探索宇宙的起源、演化、分布和未来。在地球上,生命的演化其实都与病毒有关,问题是病毒对地球生命的重要性在科学家或公众中并不一定被广泛认识。对此,NASA病毒焦点小组的联合主席Ken Stedman希望提高病毒的形象,并且改善它们在人类心目中的声誉。上周,他和另外两名科学家在《天体生物学》(Astrobiology)杂志上发表了一篇论文综述,阐述了天体病毒学,并指出我们该如何、在哪里以及为什么要寻找这些不完全的微小生命形式。
这是一个使人信服的论点。首先,病毒是生命本身的一个很好的指标。生命遍布地球,病毒也是,而且病毒的数量还很大。一些科学家认为这从一开始就是正确的。虽然我们知道构成一些病毒的遗传物质RNA早于DNA出现,但所有现代病毒都依赖于细胞繁殖,这个事实导致了先有鸡还是先有蛋的争论。美国国家卫生研究所(NIH)的Eugene V.Koonin花了几十年时间来研究生命进化。在2006年的一篇具有里程碑意义的论文中,他提出了所谓的“病毒世界”,他认为病毒先于细胞起源,只有当细菌和其他生命形式出现的时候,病毒才会成为细胞内的寄生物。
我们很难知道病毒是怎么起源的,虽然病毒出现在细胞之前是事实,但是目前还没有人可以证明现代的病毒是那些原始病毒的直接后代。即使病毒参与生命起源的性质和程度仍然存在争议,但它们作为当前进化驱动力的角色是无可争辩的。正如美国微生物学会(AAM)所言,如果没有病毒,地球上的生命将会非常不同,或者根本就没有生命。
此外,有些病毒还是某些利好方面的重要力量。它们非但不会伤害到它们所接触到的生物,反而会让这些生物栖息在原本完全不适宜居住的地方。例如,一旦被病毒感染,一些依赖太阳光获取能量的蓝藻细菌就能够进行光合作用,并且能在未受感染的蓝藻细菌无法生存的条件下茁壮成长。如果太阳辐射过于强烈,未受感染的细胞则会严重受损甚至死亡,这些寻找庇护的病毒同时也在保护它们的宿主。事实上,被病毒感染的蓝藻细菌所产生的氧气占地球氧气总数的5%。Stedman表示,病毒的口碑很差,当人们一想到病毒就会联想到病毒会让他们生病,但致病的病毒其实在地球上的比例相当低,或许在其他星球上也一样。
病毒
病毒不只是在地球上扮演重要角色,它们也有着惊人的数量。根据最新数据显示,病毒的数量高达10^31(1000万亿亿亿)个,这意味着病毒数量远超过了细胞生物体,比列为10:1。据估计,一毫升的海水包含1000万个病毒。难怪Stedman想要看看木卫二的海洋可能会隐藏着什么。
当然,在外太空中找打病毒和找到生命是不一样的。不过,病毒的存在是生命存在的间接证据,这是因为病毒的繁衍生息依赖于细胞。不幸的是,以人类现有的技术很难找到太空病毒,透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)都不大可能加装到现有的太空探测器上。未来如果我们有能力检测到病毒,很有可能会找到一种超大的病毒。如果我们发现外星生命也与病毒有联系,这将能有力地证实病毒是生命基础的假说。如果我们发现外星生命不需要病毒,那我们就会知道它们很可能完全不同于地球生命。不管怎样,找到外星病毒都将是一个意义极大的发现。
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