书摘精选》多去氧核糖核酸病毒 一种微妙但致命的共生体

黄蜂将卵注射到毛虫的活组织中，看起来可能是一种简单、有点令人毛骨悚然的寄生行为。但实际发生的事情没这么简单。(示意图／shutterstock)

栖息在烟草天蛾黄绿色毛虫身上的集盘绒茧蜂，姿势如外科医生般精准，注射筒状的产卵管正刺入这只不幸生物的表皮。我在讲座中向听众说明这个场景时，得用雷射笔强调黄蜂小小、黑色的身体，附着在牠相对庞大的猎物身上。黄蜂将卵注射到毛虫的活组织中，看起来可能是一种简单、有点令人毛骨悚然的寄生行为。但实际发生的事情没这么简单。如果黄蜂的卵被单独注射进去，无法在毛虫免疫系统的攻击中幸存下来，而是在孵化成幼虫前被免疫系统摧毁。但跟着卵一起进入毛虫体内的，还有一种微妙但致命的共生体，就是一种多去氧核糖核酸病毒。一旦进入毛虫的活组织，病毒就会阻止毛虫的细胞免疫系统攻击注射入体内的卵，还会防止毛虫变态为蛾的成虫型态，保留毛虫的阶段当成黄蜂卵孵化的育婴室。然后，这种病毒会操纵毛虫的生化代谢机制，当幼虫从被注射了卵的毛虫体内孵化出来后，病毒会诱使毛虫制造养分喂养正在发育的黄蜂幼虫。等时机成熟，新一代黄蜂就会从毛虫体内出现，将已经成为一具空壳的毛虫留在原地。

自然界中有茧蜂和姬蜂两个寄生蜂科，已经与多去氧核糖核酸病毒形成了侵略性的共生关系。科学家认为自然界中有数万种不同的黄蜂，有些人甚至认为可能达到数十万种。这种显得残酷的寄生模式，使达尔文在给植物学家亚萨格雷的信中惊叹：「我无法说服自己，仁慈、全能的上帝会精心创造姬蜂科，意图明显就是要让牠们以毛虫的活体为食……」寄生蜂这种残酷的生命周期，说不定就是恐怖科幻电影《异形》的灵感来源。今天，这几万种、或几十万种的寄生蜂，与同样为数众多的多去氧核糖核酸病毒形成共生同盟，成为整个昆虫学世界中最成功的演化策略之一。

尽管在人类眼中看起来残酷，但有些生物学家认为这种共生模式的运作，整体上有利于自然的平衡，黄蜂可算是形成某种生物害虫控制，否则可能导致不受欢迎的昆虫大量增加，使灌木和树木的叶片大把大把地消失殆尽。

黄蜂这种灵巧的寄生策略，同样狡猾地施展在各种昆虫猎物身上。我们在许多不同的例子中，可以看到黄蜂以不同的方式全面攻击昆虫发育的各个阶段，包括卵、幼虫、蛹，甚至完全长大的成虫。例如，玳瑁蜂科的黄蜂选择以蜘蛛为猎物。专家是这么说的：「这些蜘蛛既敏捷又危险，通常跟黄蜂一样大。但黄蜂速度更快，会先迅速螫伤猎物，让猎物动弹不得，然后将卵植入蜘蛛体内。」在哥斯大黎加，另一种黄蜂对长脚蛛科的银腹蛛（Leucauge argyra）发展出特别的喜好。这种蜘蛛公认是令人闻风丧胆的掠食者，但在黄蜂和病毒的共生二重奏面前，也只能沦为俎上肉。在黄蜂螫刺使猎物无法动弹后，白色的幼虫会附着在蜘蛛的腹部。随着幼虫啃咬、生长，不幸的蜘蛛会逐渐萎缩。

昆虫和病毒这种复杂、多样的共生伙伴关系，是何时演化的？还有，究竟是如何演化的？

当遗传学家检视多去氧核糖核酸病毒的基因组时，发现这些病毒体内都保留了一个基因家族，意味着今天多采多姿的共生型态，都始于同一个伙伴关系。遗传学家估计，这种原始的同盟可能出现在七千四百万年前。读者可能会觉得怀疑― 这么复杂的关系，怎么可能源自这么久以前的单一共生遗传事件？但其实不必如此惊讶，因为人类细胞质内的粒线体，就是让细胞能呼吸氧气的能量包，源自约二十亿年前，某种吸氧细菌与原生生物祖先的遗传共生关系。这层遗传共生关系，后来成为今天地球上所有的吸氧生命型态，包括所有的动物、植物、真菌，和我们称为原生生物的吸氧单细胞有核生物。

(本文摘自《病毒圈》/猫头鹰出版社)

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但病毒到底是什么？

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历史上的病毒

2019年末开始的COVID-19疫情重创世界，带来许多不可逆的影响，而造成疫情的冠状病毒更引发大众关注。除了冠状病毒，还有更多病毒与人类息息相关：小儿麻痹病毒导致瘫痪、流感病毒导致大流行、肝炎病毒甚至会直接导致肝癌。甚至还有一些病毒引起的疫情成为人类历史上的重大事件，包括天花、鼠疫（汉他病毒）、西班牙流感还有致死率极高却一直爆发疫情的伊波拉病毒。但究竟什么是病毒？

病毒是生物吗？

说到病毒，学界最常有的争论就是要不要把他们划入生物的一部分。他们有遗传物质（DNA、RNA）也能够繁殖，但没有移动能力，也必须仰赖寄主才能复制。本书作者英国伦敦皇家内科医师学会会士法兰克‧莱恩认为我们应该把病毒纳入生物的范畴，并从流行病学、生态学与演化学的角度解析病毒的本质。作者从历史上的经典案例开始介绍常见的人类病毒，详细讲述各科病毒的特性、传播方式与感染机制、在过去历史纪录以及对当时社会经济等造成的影响以及发现历史、引起的症状疾病以及人类应对演进。于此同时，更透过各科病毒的特性来强调病毒和宿主共生共同演化的策略。

病毒是物种演化的重要驱动力

病毒不只会导致疾病，它们同时也对整个生物圈的生物有着不可轻视的影响力。本书也从家禽家畜追踪到生命起源的深海热液古生菌，一一纪录病毒与他们对生态留下的影响。病毒是地球生命演化的组成部分，与地球上的生命相互依存，在维护生物圈的健康中发挥着关键作用。病毒存在在生命所在的每一个角落，也深刻地影响着人类与整个生物圈。

【作者简介】法兰克‧莱恩Frank Ryan

英国伦敦皇家内科医师学会、皇家医学会以及伦敦林奈学会的会士，也是雪菲尔大学动物与植物科学系名誉研究员，致力于研究演化学理论，并且将演化学观念带入转译医学。先前畅销著作《The Forgotten Plague》（1993）被纽约时报选为年度书籍，《Darwin's Blind Spot》（2002）也获得查理蒙格 (Charlie Munger) 在波克夏·海瑟威年度会议上推荐。另着有《The Mysterious World of the Human Genome》（2014）、 《Virolution》（2009）等书。

《病毒圈》/猫头鹰出版社