冠状病毒与蝙蝠不可不说的事

2020年的春节，跟往年都不太一样。

春节本是中国人团聚的日子，往年大家都是呼朋唤友，哪人多往哪里凑。而2020年的春节，大家都尽量窝在家里，万不得已出去，都要带上口罩。

因为一种源自武汉的传染性肺炎，正在中国大地上扩散。引发这种肺炎的元凶是一种从未见过的新型冠状病毒，也是目前已知的第7种冠状病毒。

据说，武汉冠状病毒的源头是野生蝙蝠，2003年非典SARS病毒的源头也是蝙蝠。因为蝙蝠可以实现长距离的迁徙，跨越地理上、物理上的障碍，所以它能够更广泛地传播病毒。蝙蝠的寿命又比较长，存活久，这让它们有更多机会把自身携带的病原体传播给其他动物或人。

那么，是不是要扑杀蝙蝠，以消除后患呢？我们就不说蝙蝠分布广泛，在生态系统中有重要作用，扑杀蝙蝠不仅在操作上不可行，人类也无法承担由此带来的生态系统连锁反应。

单说冠状病毒与蝙蝠之间的关系，它不仅仅是让人类致病那么简单，也可能隐藏着攻克长寿和癌症难题的关键钥匙！

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华为为什么能走到今天？

任正非将中国传统文化中的精华以及毛泽东理论与商业实践相结合，同时吸收西方商业实践中优秀的部分，走出了一条中西合璧的特色之路。

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什么是冠状病毒？

冠状病毒家族各个来头不小，2002年至2003年冬春之交的非典SARS疫情、2012年的MERS（中东呼吸综合征症状病毒）（几乎50%的致死率）、2016年10月至2017年5月，广东清远4个猪场接连暴发仔猪致死性疾病，最终导致2.4万多头仔猪死亡的元凶，也是一种冠状病毒。

冠状病毒之所以得名，是因为它在电子显微镜下的形象如同日冕般外围的冠状，因此被称为 冠状病毒 （Coronaviridae）

冠状病毒是具外套膜（envelope）的正链单股RNA病毒，直径约80～120nm，其遗传物质是所有RNA病毒中最大的，只感染人、鼠、猪、猫、犬、禽类脊椎动物。

冠状病毒对温度很敏感，在33℃时生长良好，但35℃就使之受到抑制。由于这个特性，冬季和早春是该病毒疾病的流行季节，这就是为什么2003年非典到了夏天就自然消失的原因，而今年的武汉肺炎也爆发于冬天。

冠状病毒可以发生重复感染，表明其存在有多种血清型（至少有4种已知）并有抗原的变异，其免疫较困难，尚无特异的预防和治疗药物。

冠状病毒的高变异性

冠状病毒难以治疗和预防，是由该病毒自身特点决定的。

冠状病毒的RNA结构与真核细胞担任转录功能的信使RNA（mRNA）非常相似，也是其基因组RNA自身可以发挥翻译模板作用的重要结构基础。

由于省去了RNA－DNA－RNA的转录过程，冠状病毒的RNA和RNA之间重组率非常高，重组后，RNA序列发生了变化，由此核酸编码的氨基酸序列也变了，氨基酸构成的蛋白质随之发生变化，使其抗原性发生了变化。而抗原性发生变化的结果是导致原有疫苗失效，免疫失败。

冠状病毒的高变异性，是RNA病毒的典型特征。也正是因为其高变异性，虽然武汉肺炎目前致死率貌似不高，但是在人传人的过程中，随时可能变异为更高致死率、更高传播率的新型冠状病毒。钟南山院士担心出现“毒王”级超级传播者，就是出自这一原因。

冠状病毒的这一特点，也隐藏着生物进化史的一段陈年往事。

RNA病毒的进化往事

距今约40亿年的地球， 仍然象一个巨大的岩浆球,火山爆发频繁，表面覆盖着熔化的岩浆海洋。随着聚合在内部的水气受热上升，在高空冷却，覆雨翻云。这场大雨连续不断地下了足有几百万年，落在地面的雨水汇集成了原始海洋。

宋朝文学家欧阳修在《岳阳楼记》里写到：“淫雨霏霏，连月不开”。欧阳修老兄，你经历的雨算啥，咱这里都下了几百万年了。

圣经中描述的熔岩地狱，跟早期的地球一比，简直就是小巫见大巫。

其中夹杂着无数次的闪电,岩石中的氮氢等元素被不断的催化,逐渐形成了氨基这种生命所必须的有机分子。随着不间断的雨水的侵入，地表渐渐地冷却,氨基酸等大分子形成，原始大气圈和海洋随之诞生。

原始的大气圈中主要成分是二氧化碳，还有对人类来说致命的硫化氢、二氧化硫什么的，地球也被厚厚的云层封锁着，地球的天空是橘红色的，海洋的温度大于150 摄氏度。在这沸腾的海洋里，孕育生命的各种元素在不断积累。

至此，可以认为地球这个生命实验室各种准备工作算是完成，下面就开始做生物起源实验了。在高温的原始海洋中，碳基分子不断打碎、重组，逐渐形成了三大长链分子家族：

核糖核酸（RNA，RibonucleicAcid）：由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。RNA的碱基主要有4种，即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶，其中，U（尿嘧啶）取代了DNA中的胸腺嘧啶T。

脱氧核糖核酸（DNA，deoxyribonucleic acid）：也是长链状分子，由脱氧核糖核苷酸（成分为：脱氧核糖、磷酸及四种含氮碱基）组成。

蛋白质：由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链，经过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的分子。

不是学生物化学的小伙伴们，你们看到上面的内容一定肯定很头疼吧。不过并不需要了解其中的细节，只要记得：RNA和DNA是一根单链条或者双股链条；就跟我们生活中见到的链条一样，DNA或RNA链条就是有很多环（或称片段，又称基因），容易被打断，也容易接长；蛋白质其实也可以看作链条，只不过是弯弯曲曲一坨，就像一团乱麻。

他们的共同点是：相对于其他分子，他们都很长，上面的片段几乎可以任意排列。如果将单位片段用数字编码0、1代表，就是说，这是三种几乎可以存储任意编码的的寄存器。

这三大分子家族，将作为生命这种信息系统的物质基础。

在现存的由细胞构成的生命体中，DNA都是以双螺旋结构存在的，而RNA主要以单链形式存在。DNA在我们人体里存在于细胞核中，是遗传信息的存储器。RNA是译码器，将遗传信息译码为蛋白质的编码，以便合成各种蛋白质。

3D打印机与人体的真核细胞原理完全相同：存储器里面存储了要打印的模型的数字化信息；通过译码把该信息传递给 打印单元，打印单元根据收到的信息，打印出模型。

因此也可以说，细胞就是生物界的纳米级 “3D打印机”：存储器就是细胞核里面的DNA，译码器就是信使RNA，或称mRNA，打印单元就是核糖体，在这里由转录RNA(或称tRNA)根据mRNA携带的信息“打印”出蛋白质。

正如3D打印机工作需要能源驱动一样，细胞要正常工作，同样少不了能源，细胞中的能源单位就是大名鼎鼎的 线粒体，它们就像燃料电池，而糖类就是燃料，在将糖类氧化成小分子的过程中获取并提供能源。蛋白质就是构成人体组织器官的支架和主要物质，在人体生命活动中起着重要作用，可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。

由于生理机制的原因，男性比女性对蛋白质的需求更高。顺便提醒各位男士们，千万不要营养跟不上啊！

在约40亿年前，几乎同时，在原始海洋中，以上三种物质都形成了原始生命。（在以亿年记的年代，相差个几百万年都算同时）。

以我们今天熟悉的名字来说，这三种原始生命分别是DNA拟病毒、RNA拟病毒和朊病毒。

今天我们常见的病毒主要由内部的DNA或RNA和外部起保护作用的蛋白质膜组成。多数病毒直径在100nm(20~200nm），较大的病毒直径为300－450纳米（nm），较小的病毒直径仅为18-22纳米。

拟病毒们呢，比20纳米还要小，而且外面没有蛋白质膜包裹，DNA或RNA处于裸奔状态。

朊病毒曾经有一阵名气很大，大名鼎鼎的疯牛病就是朊病毒造成的。现存的朊病毒主要引起哺乳动物和人的中枢神经系统病变。

其实在电子显微镜中，这些原始生命看上去和普通的DNA、RNA、蛋白质分子没什么区别。唯一有区别的是：它们会自我复制！

这些原始的拟病毒的复制机制很简单，以RNA拟病毒为例，它接触了周围的普通RNA，通过碱基的配对机制，把该普通RNA组装成了跟自己一样的RNA拟病毒。

听起来很像生化危机里面的情节，丧尸咬了正常人一口，正常人也就变成了丧尸，继续去感染其他人。

原始海洋中充满了各种DNA、RNA以及蛋白质分子，因此这些原始的生命种子快速地就把原始海洋变成了丧尸的乐园。

哦，不，是生命的海洋。

从通信的角度看，此时的拟病毒信息复制完全没有纠错机制，因此复制中难免出现出错，导致变异速度非常快，几代以后与原来就完全不同了。当然，这种变异机制也是驱动生命演化的重要动力。

原始海洋中的 DNA、RNA以及蛋白质原料逐渐相对紧缺，怎么办？？？

同类相残的战争全面爆发。

相杀到共生

事实上，在原始海洋中的拟病毒还在欢快地批量复制的同时，战争就同步进行了。

同类RNA拟病毒或朊病毒碰到一起，没商量，不是我感染你，就是你感染我；或者，两者之间的基因片段交换，组合，变成了新的RNA拟病毒或朊病毒。

DNA这种物质很有特点，两个DNA单链分子相互靠近后，很容易形成双链螺旋结构，更加稳定，在复制时也具有一定的纠错机制（当然，复制过程中仍然会出错，只是相对于RNA这种无纠错机制的情况，出错几率大大降低了），因此这种双螺旋的DNA拟病毒两两组合，并肩作战，取得了DNA拟病毒同类战争的压倒优势，很快DNA拟病毒都变成双螺旋结构了。

果然印证了那句话：好兄弟，一辈子！

哦，不是，是双拳难敌四手啊！

由于拟病毒分子们非常脆弱，在相互感染的过程中，片段丢失、增加、交换、甚至不同拟病毒分子接合都是普遍发生的事情。

类似的事情在分子生物科学家的实验室里也经常发生，不过有一个非常高大上的名字：基因工程。

基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。

听起来有点难懂把？不过有个名字你们一定很熟悉：转基因。

转基因，说白了，就是生物这个信息系统的核心代码的片段被直接修改，例如，增加新的片段，修改或删除部分片段。

40亿年前的原始海洋，就是一个转基因培养实验室，无数“转基因生物”在其中孕育，看谁会最后胜出，生存下来并继续演化。

从这个意义上来说，地球上现存的所有生物都是转基因原始祖先的后代。

只不过后来随着演化的进行，生物结构日趋复杂，遗传物质被越来越严密地保护起来，直接的基因交换、修改或删除越来越难以发生，直到不可能在自然界中实现。人类现在只能借助一些人工手段实现代码修改。

换句话说，转基因这事没什么新鲜的，38亿年前就开始了！！

同类拟病毒相杀，如果RNA拟病毒和朊病毒碰到一起呢？

它们形成了一种分工合作的共生关系！

首先，它们是不同类型的分子，彼此没有相互感染的可能；

RNA复制能力很强，但是相对比较脆弱，容易分解断裂，也容易被别的RNA拟病毒感染；说白了，RNA就是个攻；

而朊病毒复制能力较弱，但是身体比较强韧，是当肉盾的好材料，嗯，就是个小受； 回忆一下蛋白质的结构，一团乱麻嘛。乱麻的特点就是剪不断，理还乱，当作篱笆墙最合适不过了。

你的短处正好是我的长处啊！！

既然大家可以彼此解决生理问题（生物原理问题，简称生理问题），于是就干柴烈火般地苟合在一起了。（不要想歪哦！）

它们结合后，RNA病毒诞生了，它和RNA拟病毒的区别是：RNA在中间，外面包了一层蛋白质膜作为防御圈，其他RNA病毒想要进攻，首先要击破这个防御圈。

电子显微镜下的病毒外貌（渲染图）

RNA喜极而泣：终于不用再裸奔了！！在群贼环伺的环境中，穿件衣服果然安全多了！

能攻能受（哦不，是能攻善守），竞争力指数立马翻倍。

按照同样的逻辑，DNA拟病毒也升级成了DNA病毒。

这次共生，也拉开了生物演化史上一系列共生的序幕。

“共生”这个词，在我们人类社会，有个不一样的名字：合伙人制度。

新的生命演化战争将在新的主角之间展开！！

它们分别是

RNA病毒，RNA以单链形式存在；

DNA病毒，DNA以双链形式存在。

冠状病毒就是一种RNA病毒， 其他一些著名的高致病病毒，例如艾滋病病毒，乙肝病毒、埃博拉病毒（EBV），西班牙流感病毒，甲型H1N1流感病毒，禽流感病毒以及《生化危机》中的T病毒均为RNA病毒。

DNA病毒的个性通常比较温和，广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多种传代细胞系中，每种病毒只能感染一种特定生物（个别例外），常常与宿主共存而不引起明显的疾病，仅少部分会引起病状。

传代细胞系这个名字可能有些人比较陌生，肿瘤听说过没？癌细胞就是一种典型的传代细胞系。身体的一部分在某些情况下发生变异（其实就是遗传信息出错了，DNA病毒感染可能是其中的一个重要原因），产生了一个寄生的独立生命体，这就是癌肿瘤。

癌细胞具有成长飞快，并且无限分裂的特性，生长过程中必然侵占周围正常细胞的生存空间，抢夺人体生存所需营养，这样恶化下去，人就挂了……

癌细胞的扩散示意图

癌症通常是不传染的，具有遗传性。但是，有一些特定癌症是DNA病毒感染造成的，这些癌症是会传染的哦！

例如，宫颈癌患者99%以上都携带有HPV病毒，即人类乳头瘤病毒，是一种球形DNA病毒，能引起人体皮肤黏膜的鳞状上皮增生。HPV病毒通过性行为感染男性后，一般不会出现任何症状，但HPV病毒却会传染给该男性的下一个女性伴侣，诱发宫颈癌。

现在我们再重新认识一下DNA病毒：平时是人畜无害小白兔，一旦发作起来就是丧心病狂大恶魔。

我们每个人的细胞中，都存在不少共生的DNA病毒；甚至，我们细胞里的一些DNA片段，就来自于某种DNA病毒。

DNA病毒不容易致病的原因在于，DNA的双螺旋特性，更专注于自身复制，去感染（改变）宿主自身遗传物质的能力比较低，显得比较内向（当然上章我们提到，DNA病毒喜欢要么不玩，要搞就搞把大的）；RNA病毒则更为外向，倾向于感染宿主，将对方体内的遗传信息变成自己的复制品。

病毒是如何感染宿主的？

我们知道，现存的常见病毒主要的感染对象是细胞。

而原始海洋中这些原始病毒们呢，由于当时还没有出现细胞，那就只能是病毒之间相互感染了！

病毒的复制过程叫做复制周期。其大致可分为连续的五个阶段：吸附、侵入、增殖、成熟（装配）、裂解（释放）。

听起来好像有点难懂，举个例子你就明白了。

回忆一下《加勒比海盗》中的场景（什么，你没看过？你的业余生活得有多无聊）：

病毒之间的战争就跟丧尸海盗船（一船的海盗都是丧尸）之间火并差不多：

首先，发现敌舰，靠上去去接舷准备战斗（吸附）；

丧尸海盗们（病毒的遗传物质）跳上敌舰（侵入）；

咬人，把对方变成跟自己一样的丧尸海盗（增殖）；

把敌舰改造成跟自己一样的海盗船（装配）；

两船分开，变成了两艘海盗船，分别搜寻新的目标（裂解）。

根据设定，丧尸就是人类和某种RNA病毒的共生体。前面我们已经提到，DNA病毒和RNA病毒本身就是一种共生体，而生物演化过程也可以看做形成各种各样的共生体的过程。而我们人类，在某种意义上也是多种“生物单位”的共生体。这里称生物单位，因为通常意义上我们不把它们当作独立的生物。例如，癌细胞就是一种变异疯狂的“生物单位”。当然，人类身体里特别是肠道里还有数以亿计的菌群，它们和我们人类也是共生关系。

如果RNA病毒可以侵入细胞核，修改DNA的遗传信息，那这种共生体演化成了一种新的物种，产生什么特异的习性（比如喜欢吃生肉）就不足为奇。当然，如果像生化危机中的普通丧尸那样，并没有形成稳定的新陈代谢机制，因此只是一种暂时性的共生体，等身上的肉啊、内脏啊，噼里啪啦地烂完了，也就系统崩溃了。

在电影《我是传奇》中，感染未知病毒后幸存的人类（就是形成稳定共生体了）也变成了一种新的物种：夜魔。

原始海洋成了病毒之间无休无止的修罗杀场，历经无数岁月（时间以亿年记）。

对于病毒来说，生存才是王道！只有生存下来，遗传信息才能传递下去，才有继续演化的可能。

活着，才有希望！

这一点，日本战国时代的最后赢家——江湖人称“老乌龟”的德川家康最有发言权。没别的，老子就是活的时间长，把对手都耗死了，天下（日本全境）就是我的了，哈哈！！

从感染再到共生

对于病毒们来说，应该如何增加生存几率呢？

玩过RPG游戏的人都知道，在混战中提高生存能力的途径无非是两种，要么加防御，要么加血槽。游戏中处处蕴含哲理啊 ， 所以说， 适当地玩玩游戏，有益无害。 不过，玩游戏 获得益处的前提是：善于思考。 不善于思考，连在课堂里学习都没啥大收获，别说干别的了。

DNA双螺旋具有纠错机制，在链条较长时也不易出错，容易形成很长的链条。因此DNA病毒的优势路线是越变越大，DNA中包含的信息也越来越多，从而达到了加血槽的目的。

换句话说，DNA病毒的生存策略是：把自己变成肉厚的胖子。