病毒真的是活的嗎？

? Vox

利維坦按：

從人類短暫的文明歷史來(lái)看，我們對(duì)于病毒的認(rèn)知可以算是非常晚近的事了。但即便是到了今日，針對(duì)病毒是否屬于生命的爭(zhēng)論還在繼續(xù)，不僅如此，對(duì)病毒稍微有些了解的人估計(jì)都會(huì)對(duì)這種肉眼不可見的詭異玩意兒懷有極為復(fù)雜的情感：盡管大多數(shù)病毒都比較友好，但總歸有十分致命的……

再說個(gè)好玩的。

下圖不是什么病毒，而是細(xì)菌的鞭毛。沒錯(cuò)，如圖所示，鞭毛的功能就相當(dāng)于船的螺旋槳，在環(huán)境中可以高速旋轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)菌體前行。

若是將細(xì)菌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)放大5萬(wàn)倍，將發(fā)現(xiàn)在它旋轉(zhuǎn)的背后有一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，類似一艘船的發(fā)動(dòng)機(jī)，有著類似轉(zhuǎn)動(dòng)軸、推進(jìn)桿等精美的機(jī)器零件。這些部件都是為了整體的功能而有序地組裝在一起，每一個(gè)部件都名副其實(shí)起著應(yīng)有的功能性作用，這種組合不是盲目的隨機(jī)拼湊，而是一個(gè)精致的微觀工程。40種各類蛋白分子機(jī)器擔(dān)當(dāng)了這些部件的角色，這些分子有的從環(huán)境獲取能量，有的負(fù)責(zé)傳感，有的如軸承一樣負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動(dòng)，各司其職。這整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，有人認(rèn)為明顯是一個(gè)高度智能的精致的微觀工程。無(wú)法用簡(jiǎn)單的達(dá)爾文進(jìn)化機(jī)制來(lái)解釋。

在過去的兩年里，SARS-COV2病毒，即更為人熟知的新冠病毒（COVID-19）肆虐全球，造成了超過3.46億人感染以及558萬(wàn)人死亡。百業(yè)待興，眾國(guó)封境，我們的生活被徹徹底底地改變了。一想到人類在這種比大多數(shù)細(xì)菌都小的病原體面前艱難作戰(zhàn)，實(shí)在是羞愧難當(dāng)。而更讓人無(wú)地自容的是，這種病原體甚至可能都不是活的。

與細(xì)菌、原生動(dòng)物以及真菌等其他致病因子不同，病毒處于生命體與非生命體的模糊地帶，對(duì)該把它們劃歸為哪一邊則眾說紛紜。這是一場(chǎng)激烈而持久的辯論，并引發(fā)了一個(gè)生物學(xué)上最基本的問題：“生命”到底是什么？那么，病毒是否是一種生命形式？讓我們來(lái)一探究竟吧！

為了了解病毒是否是生命體，我們必須先了解什么是病毒。

在人類誕生伊始，諸如天花、狂犬病、脊髓灰質(zhì)炎以及流感等病毒性疾病就與我們相伴，而直到近年來(lái)，科學(xué)家們才真正了解了造成這些疾病的特定病原體。隨著19世紀(jì)中葉由羅伯特·科赫（Robert Koch）、路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）等人提出的微生物理論的不斷發(fā)展，科學(xué)家們開始尋找并分離造成每一種已知疾病的致病原。這其中就包括了煙草花葉病，一種會(huì)阻礙煙草植物生長(zhǎng)并導(dǎo)致其葉片長(zhǎng)出斑駁的“馬賽克”樣圖案的疾病。

在1892年，俄羅斯植物學(xué)家德米特里·伊萬(wàn)諾夫斯基（Dmitri Ivanovsky）將被感染的煙草植物磨碎，用孔徑小到無(wú)法讓細(xì)菌通過的陶瓷過濾器過濾其汁液，并將過濾后的汁液接種到未染病的植物上。令他震驚的是，這些植物也難逃疾病魔爪。伊萬(wàn)諾夫斯基認(rèn)為這一疾病可能是由某種能夠透過濾網(wǎng)的化學(xué)毒素導(dǎo)致的，但是他并未進(jìn)一步探索事情的原委。

馬丁烏斯·拜耶林克（1851-1931）。? Wikimedia Commons

六年后，荷蘭微生物學(xué)家馬丁烏斯·拜耶林克（Martinus Beijerinck）重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn)，也證實(shí)這一令他費(fèi)解的結(jié)果。不過，他對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步拓展。在感染了一株植物之后，拜耶林克將其葉片粉碎，過濾取汁，并繼續(xù)感染下一株植物，并由此循環(huán)往復(fù)。他推測(cè)，如果致病因子是毒素，那么其感染效力將隨著在植物間進(jìn)一步傳播而降低，但是無(wú)論他傳播了多少次疾病，致病效率并未稍遜半分。

起初他簡(jiǎn)單地認(rèn)為該致病因子只是一個(gè)小到驚人的細(xì)菌，但是無(wú)論他如何努力地嘗試，都沒法讓其在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)——而這是實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)細(xì)菌的標(biāo)準(zhǔn)方法。而它也不受酒精的影響，后者可以殺死幾乎所有已知的細(xì)菌。更奇怪的是，這個(gè)令人摸不著頭腦的致病因子似乎只在能夠分裂的活細(xì)胞存在的情況下才生長(zhǎng)和繁殖。

由于尚未弄清這是什么致病因子，拜耶林克便將其命名為“傳染性活液體”（contagious living fluid），后又稱之為“過濾性病毒”（filterable virus），而“virus”一詞在拉丁語(yǔ)中的意思為毒素。

此后數(shù)十年，科學(xué)家使用陶瓷過濾器發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的病毒，他們?cè)?898年發(fā)現(xiàn)了造成口蹄疫的口蹄疫病毒，在1932年發(fā)現(xiàn)了黃熱病毒以及狂犬病毒。而理解病毒的本質(zhì)則在1935年才第一次真正取得了重大突破。

溫德爾·斯坦利（1904-1971）認(rèn)為煙草花葉病毒是一種完全由蛋白質(zhì)構(gòu)成的顆粒狀物質(zhì)。? Sutori

當(dāng)時(shí)美國(guó)化學(xué)家溫德爾·斯坦利（Wendell Stanley）認(rèn)為煙草花葉病毒是一種完全由蛋白質(zhì)構(gòu)成的顆粒狀物質(zhì)，而非拜耶林克猜想的那種液體。斯坦利甚至還設(shè)法將病毒顆粒提純成針狀晶體，從而可以在實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期保存且不影響感染效力。正如1940年《紐約時(shí)報(bào)》（New York Times）報(bào)道的那樣，該發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界掀起了軒然大波：

“洛克菲勒醫(yī)學(xué)研究所的溫德爾·斯坦利博士制得了煙草花葉病毒的結(jié)晶，這讓生物學(xué)家們吵得不可開交。不過也理應(yīng)如此。這些晶體是活的嗎？很明顯它并不比鉆石、玻璃、沙子以及其他我們熟悉的晶體特殊，然而把這些病毒晶體放在煙草葉上，花葉病如同星星之火以燎原之勢(shì)蔓延開來(lái)，就像被活細(xì)菌感染了一般。”

斯坦利的發(fā)現(xiàn)讓他獲得了1946年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，這似乎給盛行了數(shù)世紀(jì)之久的“活力論”判了死刑，該理論認(rèn)為有機(jī)體包含了某種重要本質(zhì)或“神圣的光輝”，而這帶來(lái)了生命。與之對(duì)比，生命化學(xué)假說則認(rèn)為生命僅僅只是一個(gè)化學(xué)過程，而斯坦利發(fā)現(xiàn)表面惰性的蛋白顆粒可以像活的生物一樣繁殖并傳播，似乎也證實(shí)了這一假說。

? PLOS

然而依然有很多未解之謎。在斯坦利有所發(fā)現(xiàn)的同年，電子顯微鏡的發(fā)明讓病毒第一次可以被人類直觀地觀察到，也揭示了微生物學(xué)家為什么這么長(zhǎng)時(shí)間都沒有發(fā)現(xiàn)它們。絕大多數(shù)病毒的顆粒直徑在100 nm左右，是細(xì)菌直徑的1/100~1/10，以致于難以通過普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。但是這并不能解釋為什么一個(gè)普普通通的蛋白顆粒雖然具有生命力，卻并不能在實(shí)驗(yàn)室條件下生長(zhǎng)。

1926年，美國(guó)微生物學(xué)家托馬斯·里弗斯（Thomas Rivers）在美國(guó)細(xì)菌學(xué)學(xué)會(huì)上做報(bào)告時(shí)提出了一種解釋：

“病毒似乎是一種專性寄生物，其繁殖依賴于活細(xì)胞?！?/strong>