鳳凰科技訊 北京時(shí)間12月5日，國(guó)外媒體報(bào)道， 在赫伯特·喬治·威爾斯(Herbert George Wells)的小說《星際戰(zhàn)爭(zhēng)》中，入侵的火星人最終被“低調(diào)的戰(zhàn)士”——常見的感冒所打敗。那么，相反的情況是否會(huì)發(fā)生呢？外來病毒對(duì)著陸火星的人類宇航員造成威脅。這個(gè)有趣的問題是由美國(guó)佛羅里達(dá)州圣彼得斯堡美國(guó)地質(zhì)測(cè)繪局沿海地質(zhì)中心的微生物學(xué)家戴爾·格里芬(Dale Griffin)在最新發(fā)表在期刊《天體生物學(xué)》上的文章中提出的。他還提出了另一個(gè)問題，也即我們發(fā)現(xiàn)的第一批外星生物的證據(jù)是否可能是以病毒的形式出現(xiàn)？
一般來說生物學(xué)家并不認(rèn)為病毒是“活的”。它們比細(xì)菌還小，細(xì)菌的大小在500至1500納米左右，而病毒只有20至300納米左右，而且它們無法自我復(fù)制——病毒需要入侵宿主細(xì)胞利用它們的基因工具輔助復(fù)制過程。現(xiàn)在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球幾乎被病毒統(tǒng)治了，目前存在的病毒大約有1044多，其中大約十分之一生活在海洋里。
考慮到它們對(duì)細(xì)胞生命的依賴以實(shí)現(xiàn)復(fù)制，只要有生命存在的地方就有病毒的存在，這也不足為奇了。格里芬認(rèn)為我們?cè)谄渌乔蛏弦矊l(fā)現(xiàn)相似的情形，“我認(rèn)為其它星球上細(xì)胞生命的進(jìn)化將與地球上的非常相似。”格里芬說道。“如果事實(shí)的確如此，且細(xì)胞生命的確存在特定的星球上，那么我可以猜想該星球上存在的病毒數(shù)量也是相當(dāng)可觀的。”
但格里芬并不相信天體生物學(xué)家完全理解了這一事實(shí)，病毒和其它系外細(xì)胞生命一樣是值得推測(cè)的研究課題。其中的部分原因在于地球上病毒的研究——除去造成人類和動(dòng)物疾病的病毒——僅僅開始于過去十年左右。正如斯特德曼所暗示的，研究病毒并非易事。“直到分子生物學(xué)歷史記錄的近些年，我們才獲得能夠輔助我們確定地球上病毒數(shù)量和多樣性的分子工具。”格里芬說道。問題之一在于地球上的病毒已經(jīng)進(jìn)化出與特定宿主的共生關(guān)系，這便是為什么你不會(huì)從狗身上傳染感冒，因?yàn)橐鸸犯忻暗牟《疽呀?jīng)進(jìn)化得能夠與犬類細(xì)胞共生，反之亦然。
因此想要細(xì)節(jié)的研究病毒，研究人員必須在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培育宿主細(xì)胞——一般是細(xì)菌，而目前我們尚未鑒別出很多病毒的宿主細(xì)胞。這極大的減慢了對(duì)地球上大范圍和多樣化病毒的研究進(jìn)程。美國(guó)圖森市亞利桑那大學(xué)克里斯·殷匹(Chris Impey)教授這樣說道。“由于培養(yǎng)大多數(shù)細(xì)菌物種的困難，我們?nèi)匀粚?duì)大量細(xì)菌和病毒的共生關(guān)系一無所知。”
關(guān)鍵的問題并非在于病毒存在于生命存在的地方，因?yàn)槲覀冏⒁獾缴拇嬖谠缬诎殡S的病毒，格里芬辯論稱，而是在于大多數(shù)病毒的宿主類型被發(fā)現(xiàn)存在于生命開始和結(jié)束的階段。沒有人知道病毒最初是如何在地球上產(chǎn)生的，但據(jù)稱它們非常古老甚至提供了朝細(xì)胞性進(jìn)化必需的推動(dòng)力。當(dāng)病毒入侵細(xì)胞，它攜帶了自身的遺傳物質(zhì)并添加到細(xì)胞的基因組里，當(dāng)病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，它使用了細(xì)胞內(nèi)部的某些遺傳信息，將它在細(xì)胞之間、有機(jī)物之間傳遞，基因得以交換從而推動(dòng)了進(jìn)化。
當(dāng)然，病毒能夠產(chǎn)生破壞但它們也能給細(xì)胞帶來益處。例如，如果細(xì)胞被紫外線破壞時(shí)，攜帶抗紫外線基因的病毒將向受損細(xì)胞引入這些基因幫助其修復(fù)。反之，受損的病毒將它們自我復(fù)制的能力儲(chǔ)存在細(xì)胞里，當(dāng)細(xì)胞被多重病毒感染時(shí)就能交換足夠多的基因信息以產(chǎn)生不受損的病毒性基因。
這使得病毒非常頑強(qiáng)。“病毒非常強(qiáng)壯，適應(yīng)性極強(qiáng)，它們能夠在休眠的狀態(tài)下存活相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。” 殷匹說道。盡管病毒在宿主細(xì)胞之外是惰性的，但它們能夠在極端的條件下存活。例如，在黃石國(guó)家公園高達(dá)93攝氏度的溫泉里發(fā)現(xiàn)了病毒的存在，而零下12攝氏度的海冰里也發(fā)現(xiàn)了病毒存在，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的流感病毒甚至可以儲(chǔ)存在零下70攝氏度的低溫環(huán)境中，這些高溫和低溫對(duì)病毒本身并沒有造成明顯的破壞，在細(xì)胞外病毒也無需水的存在——它們只是保持惰性，倘若沒有來自輻射的傷害，它們會(huì)在進(jìn)入一個(gè)新的細(xì)胞后重新喚醒。
設(shè)想一下，如果一個(gè)星球上所有生命都消失那將會(huì)發(fā)生什么？火星或許就是這樣的例子，雖然火星古代歷史中簡(jiǎn)短的溫暖潮濕期是否曾存在生命仍是未知數(shù)。假設(shè)火星過去曾存在原始生命形式，同時(shí)伴隨著必不可少的病毒。正如地球上的情形，大多數(shù)病毒必須有特定的宿主——格里芬認(rèn)為這一原則同樣適用于外星病毒。然而，如果火星生命消失了，或者至少變得非常罕見，那么病毒就面臨一個(gè)問題，如果它們保持宿主專一性，那么它們將伴隨著宿主一并消失。
然而，如果它們變得適應(yīng)和普遍化，那么它們能夠入侵任何細(xì)胞，共享基因信息從而存活下來。因此，如果火星上曾存在生命，那么現(xiàn)在留下來的應(yīng)該是具有普遍感染能力、生存能力更強(qiáng)的病毒，它們能夠感染大部分細(xì)胞。這種病毒或成為未來著陸火星的宇航員所面臨的生物危害，因此當(dāng)我們積極尋找火星上的生命跡象時(shí)，同時(shí)也應(yīng)該裝配機(jī)器人漫游車尋找病毒的存在。
對(duì)于我們?nèi)绾伍_始尋找外來病毒，格里芬有一些想法。其中一個(gè)工具便是基于微電子機(jī)械系統(tǒng)的集中器（Micro-Electro-Mechanical Systems），這種微米級(jí)的技術(shù)能夠用于色譜分析（在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境里分離混合物）和光譜學(xué)技術(shù)。這可以結(jié)合粒子大小的分離器、顯微鏡成像系統(tǒng)以及核酸測(cè)序儀使用以篩選火星泥土并分析類似病毒的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞核。
“這一方法使得你能夠篩選樣本尋找細(xì)胞生命，成像任何類似病毒的粒子或者細(xì)胞——它們是否類似于地球上的已知變種？如果它們與我們的RNA或DNA相似，我們還可以對(duì)它的基因組部分進(jìn)行測(cè)序。”
對(duì)系外病毒的研究將引發(fā)天體生物學(xué)的新革命。“生物研究將持續(xù)改進(jìn)我們對(duì)病毒的理解，” 殷匹說道。“同時(shí)，認(rèn)真的考慮它們?cè)谙低馍飳W(xué)上所起的作用是非常有用的，格里芬的文章便是一個(gè)好的起點(diǎn)。”（編譯/嚴(yán)炎劉星）
