新冠疫情肆虐兩年多，在一般人心目中，病毒是產生疾病的罪魁禍首，為何病毒竟是生命演化的推動者?
煙草花葉病毒 (Tobacco Mosaic Virus TMV)
1886年，德國科學家 Adolf Mayer 把患煙草花葉病的葉子所提煉的汁液，注射到健康的葉脈中，數天後健康的煙草也出現病徵。1892年，俄國的科學家 Dimitri Ivanowski 用可以過濾細菌的過濾器過濾這些汁液，然後再重複Mayer 的實驗，發覺這些經過過濾的汁液仍然可以感染健康的煙草，當時他假設汁液中的致病原是毒素。
1898年，荷蘭科學家 Martinus Beijerinck 重複 Ivanowski 的實驗，他比較兩種汁液: 一種沒有稀釋，另一種大劑量稀釋; 兩種情況下都有相同的感染; 證明這不是毒素，而是一種可以在葉子細胞繁殖的致病原; 因為毒素不會增殖，經稀釋後會減低感染率。因為病毒太細小，科學家一直未能用光學顯微鏡觀察它。1931年，德國工程師Ernst Ruska 發明了電子顯微鏡。 煙草花葉病毒的第一張電子顯微圖像由 Gustav Kausche、Edgar Pfankuch 和 Helmut Ruska 於 1939 年拍攝。1955年，通過分析病毒的X 射線晶體學圖片，Rosalind Franklin 發現了病毒的整體結構。[註1]
這是人類研究第一個病毒的過程，歷時大半個世紀; 如今我們由發現新冠病毒首個病例到現在有疫苗出現只需要不到兩年的時間; 雖然如此，人類對病毒的了解比起對病毒的不認識還是十分渺小。
病毒是生物嗎?
病毒是蛋白質外殼(衣殼)包裹着DNA或RNA的基因，一些病毒在衣殼外還有脂肪。在生物學的定義中，生物是可以自己繁殖。病毒無法獨立自我複製，只有進入宿主的細胞後，利用細胞內的生命機制複製自己，所以病毒不是生物，也不是非生物; 而是介乎生物與非生物之間的生化結構，寄生在其他生物或宿主; 依賴宿主獲取能源、基礎設施和原材料。[註2]
噬菌體調節海洋生態
顧名思義，噬菌體的宿主便是細菌。海水蘊藏有最多噬菌體，每一毫升海水有一百萬微生物，但噬菌體卻有約2億5千萬個。在海洋生態中，當某一種細菌蓬勃生長，噬菌體便會開始入侵這些細菌，騎劫這些細菌的生命系統為它複製。最後細菌爆裂，釋放大量噬菌體， 感染其他細菌直至整個細菌種群消亡，並無法再維持噬菌體的傳播鏈; 新的細菌種群，在它們的位置上重新繁衍生息。以上由噬菌體主導的循環維持了平衡的多樣化微生物生態系統。通過這個「 殺死贏家」過程，噬菌體確保產生氧氣的浮游微生物有足夠的陽光和養份進行光合作用，產生足夠的氧氣，滿足地球上海陸生物的需要。[註2，3]
內源性反轉錄病毒 (Endogenous retrovirus ERV) 保護胎兒
人類細胞是一個細胞膜包裹著細胞質 (Cytoplasm)，細胞質內有各種細胞器 (organelle)，例如: 核糖體 (ribosome）、線粒體 (mitochondria) 和細胞核 (nucleus) 。細胞核內的 DNA (Deoxyribonucleic acid 脫氧核醣核酸）所儲藏的遺傳訊息，會利用轉錄酶 (transcriptase, an enzyme) 轉錄為 RNA (Ribonucleic Acid 核糖核酸)。RNA離開細胞核到細胞質 (Cytoplasm)，細胞質內的核糖體（ribosome）會以RNA 為藍本製造蛋白質。
反轉錄病毒是一種 RNA 病毒，它在宿主細胞中使用反轉錄酶，把 RNA 所儲藏的遺傳訊息，轉錄為 DNA。然後通過整合酶將 DNA 整合到宿主的基因組中。從此，病毒便作為宿主細胞 DNA 的一部分進行複制。
假如反轉錄病毒進入生殖細胞 (精子和卵子) ，這個被篡改的基因組合便會傳到下一代，科學家稱之為內源性反轉錄病毒。根據科學家的估計，人類基因中有約5%至8%為內源性反轉錄病毒，可能源於千萬年前感染人類祖先的反轉錄病毒， 其中一個基因產生胎盤所分泌的合胞素。 合胞素能促進胚胎的外層與子宮內膜的融合形成胎盤，容許營養、廢物及氣體交換; 同時在胎盤內形成免疫系統抑制區，避免母體排斥與其不同基因的胎兒。根據自然雜誌2000年發表的研究報告， 產生合胞素的基因是最近發現的人類內源性反轉錄病毒 HERV-W [2] 的基因。[註2，4]
人類首先要感謝這個內源性反轉錄病毒 HERV-W [2] 的基因，否則您和我現在都不存在。根據 「 殺死贏家」，病毒必然會不斷盡其責任，消滅人類這個大贏家，以保持地球生態的平衡。為了逃避厄運，人類有責任保持地球生態平衡; 更要明白地球上所有的生物都是息息相關; 牠們活不到，我們人類的日子也不好過!
註:
1. Tobacco mosaic virus 2. 維基百科: 病毒 3. 如果所有的病毒都消失了 4. Syncytin is a captive retroviral envelope protein involved in human placental morphogenesis
作者: Maria Pau
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圖片來源: 維基百科: 一個典型的噬菌體結構 由 Adenosine - 自己的作品提供
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