病毒為生命進化立下汗馬功勞

沈拓

病毒似乎十分邪惡，它搶占宿主所有的生存資源，直到殺死宿主，然后就毫不留戀地離開，尋找下一個“旅館”。但其實，病毒為了生存，不只是傷害了宿主，也常常幫助宿主，促進了宿主進化。

病毒促進基因演化

在生命剛起源的時候，病毒并不像現在這樣“邪惡”，它們也是一群獨立勤勞的生命，擁有自己的基因，自己制造食物，自由自在生活。直到原始病毒遇上了真核生物的祖先——洛基古菌，它才改變了自己的生活方式。

一個不那么浪漫的猜想是原始病毒和洛基古菌間曾發生激烈的競爭，洛基古菌一口吞下了個頭“嬌小”的原始病毒。但戰爭并未結束，病毒在洛基古菌的身體內搭建了一間“房子”，將自己的基因組與古菌的基因組分隔開來，繼續獨立生活。慢慢地，病毒發現靠洛基古菌“飼養”的生活似乎更美好，于是它丟掉了那些在寄生生活中非必需的基因，逐漸變成了一個寄生者。但是洛基古菌也很聰明，它又搭建了一個更大的“房子”將病毒包裹起來，企圖將沒有獨立生活能力的病毒餓死。最后，病毒確實餓死了，但也永遠變成了洛基古菌的一部分——細胞核中的部分基因。

這些基因在漫長的演化過程中不斷有新的補充，越來越多的病毒將自己的基因整合到了人類祖先的基因組中。到了今天，人類的基因組中約有8%至10%的病毒基因。

病毒促進胎生

融入的病毒并沒有從此消失，它活躍在一些重要的歷史轉折點。

究竟是卵生好還是胎生好？到了現在，我們還是很難給出一個確定的答案，卵生速度快，產卵數量多，但是卵的孵化率和幼仔的成活率非常低;與之相比，胎生幼仔的成活率更高，但懷胎時間更長，媽媽還可能遭遇意外導致一尸數命。該怎么生孩子，實在讓人難以抉擇，好在病毒幫我們選出了答案。

胎盤是胎生動物孕育胎兒必不可少的器官，它的一端連接著母親的子宮壁，另一端連接著胎兒的血液系統，既能將母親體內的營養物質和氧氣等傳遞給胎兒，又能將兩者的血液系統分開，避免了母親體內的免疫細胞進入胎兒體內，保證了胎兒正常地生長和發育。這個描述是否讓你聯想到病毒的特征，病毒在宿主體內不也正是這樣生存的嗎？科學家發現，胎盤還真是病毒帶來的。

美國科羅拉多大學的基因學家愛德華·楚龍在分析人類胎盤細胞的基因時，發現了一些來自病毒的基因，沒有它們，胎盤就不能形成。其中一種基因叫做合胞蛋白基因，它能通過表達合胞素，促進胎盤中滋養層的形成。滋養層是胎盤最外層的細胞，它與子宮壁相連，分離母體和胎兒的血液系統，同時保證兩者之間的物質交換。在胎盤中，還有一些病毒基因負責控制激素釋放的時間和數量，進而控制胎兒的生長狀態和出生時間。當這些激素的水平異常時，可能會導致早產、新生兒體重過輕等現象。

據相關研究，胎盤出現的時間可以追溯到2億～1.5億年前，這使得陸生動物的生育方式開始由卵生轉變為胎生。這種轉變正是病毒基因帶來的，病毒徹底改變了哺乳動物生育后代的方式，為發育的胚胎提供了保護、營養以及穩定的恒溫發育條件，最大程度降低外界環境條件對胚胎發育的不利影響，提高了后代的存活幾率。而從結果來看，胎生確實優于卵生，為胎生哺乳動物——人類統治世界奠定了基礎。

人類記憶依賴病毒？

我們都承認，人類之所以能成為新一代地球霸主，靠的是智力而不是體力，而人類的高智商的來源，也許正是病毒。

美國猶他大學和美國馬薩諸塞大學醫學院的兩個科學家團隊各自獨立發現，一種叫做Arc的與學習和記憶有關的基因與逆轉錄病毒（如艾滋病病毒）的相同，而且，它能像病毒基因一樣，在不同神經元間“跳躍”。

猶他大學的研究人員將A r c基因引入細菌細胞中，讓其進行表達。令他們驚訝的是，當細菌細胞產生Arc蛋白時，它會聚集成一種類似病毒衣殼的形式，這種殼含有病毒的遺傳信息。馬薩諸塞大學的科學家則將該基因引入果蠅體內，在果蠅體內，Arc基因產生的mRNA能在細胞間自由穿梭，將不同細胞聯系起來，實現細胞間通訊，而這正是記憶產生的基礎。

科學家推測，這種基因來自4億年前的古老病毒。這種古老病毒在4億年前入侵了陸地生物并將其基因留在了它的基因組中，其中包括Arc基因。后來，Arc基因繼續變異和演化，最終為人類的大腦和記憶的發展、為我們現在的文明和智慧的出現鋪平了道路。

病毒基因“復活”

現在，我們可以說人類的發展離不開病毒基因的幫助，可是，病毒為什么要幫助人類呢？這種幫助是無償的嗎？并非如此，也許病毒的幫助只是為了自己的“復活”。

漸凍癥是一種慢性神經元性疾病，會導致人的身體肌肉逐漸無力并萎縮，從而影響運動、吞咽和呼吸功能，最終致死。很長一段時間，科學家都沒能找到漸凍癥的有效治療藥物，直到2005年，一個意外發現改變了這一現象。當時，一位可憐的病人同時罹患艾滋病和漸凍癥，醫生給他開具了治療艾滋病的藥物。在服用艾滋病藥物一年后，奇跡發生了，這位原本難以上樓、幾乎無法用餐、無法自行從地上站起來的患者竟然能夠正常走路了。

治療艾滋病的藥物能夠治愈漸凍癥，這是什么原因？容易想到，漸凍癥的病因也與逆轉錄病毒有關，因此，艾滋病藥物才能生效。通過翻閱資料，美國馬里蘭州衛生研究院的神經學家納特提出了猜想，導致漸凍癥的逆轉錄病毒并不是外來的，而是存在于人類的基因組中。后來，這種致病病毒果然被找到了，那就是HERV基因。

HERV基因早在5500萬年前就已從逆轉錄病毒體內轉移到了古代靈長類動物的基因組中，它在漸凍癥病人的體內非常活躍。納特團隊將HERV基因轉入小鼠體內，該組小鼠果然出現了類似漸凍癥的癥狀，包括痙攣、虛弱和肌肉萎縮等。其他科學家還找到了HERV基因的其他亞型，比如HERV-W、HERV-L和HERV-Fc等，它們分別在不同的歷史時期進入哺乳動物的基因組，并且均與包括漸凍癥在內的多種退行性神經疾病有關。

當然，病毒之所以讓人類演化出胎盤、發展出智力，并不是為了讓人類生存得更好，而是它們自身潛伏在人類體內，要讓人類保住霸主的地位，病毒才能長長久久地與人類共存下去。不得不說，這實在是一種聰明的策略，也算是“偷懶”創造歷史的另一佐證吧。