病毒會不會促進人類進化？科學家：沒有病毒，我們可能無法誕生

2023-04-01 02:49:35 2

病毒促進人類進化嗎？科學家:沒有病毒，我們可能無法產生

起飛歷史

今天我們將討論「病毒進化」。1964年，美國生物學家彼得·瑞文和保羅·埃利希提出了「共同進化」假說。他們認為動物和植物可以促進彼此的進化，也就是說，一個物種的遺傳特徵的變化可能是由另一個物種的遺傳特徵的變化引起的。蜜蜂和植物之間的協同進化

蜜蜂和植物之間的協同進化的假設實際上並不難理解。例如，植物和動物之間有一場「軍備競賽」。植物不願意被動物吃掉，所以它們的身體逐漸產生一些化合物(通常是毒素)，讓動物感到不舒服甚至中毒。含有這些化合物的植物不容易被動物吃掉，而且具有生存優勢，種群會迅速擴大。與此同時，不能適應這種毒素的動物通常會死亡，但有些動物會逐漸進化出解毒的能力。因此，動物自身遺傳性狀的變化是由植物遺傳性狀的變化引起的。我們人類可以吃巧克力，但是狗不能大量吃巧克力，因為巧克力含有可可鹼。我們人類是雜食動物，在漫長的進化過程中已經適應了可可鹼，一種生物鹼。狗是食肉動物，它們不太接觸植物。可可鹼通常對食肉動物有毒。

可可樹

植物和動物之間有共同進化，那麼病毒和動物之間有共同進化嗎？

第一:為什麼人工生物圈會失敗？

當我們在日常生活中聽說病毒和細菌時，我們經常認為它們是有害的。事實上，大多數細菌和病毒對人類無害。我們認為病毒和細菌是可怕的原因是一些病毒和細菌會導致疾病。能引起疾病的微生物往往特別引人注目，而大量不能引起疾病的微生物卻被我們忽視了。地球的生物圈實際上可以被看作是一個超級有機體。科學家稱之為「蓋亞」。生物圈本身可以實現自我調節，從而使地球更適於生活。如果我們在宇宙飛船或火星的密封系統中模擬一個人工生物圈，這個生物圈還會繼續運行嗎？一旦這個人工生物圈能夠維持其運行，我們人類就可以移民到外層空間，而不會消耗地球自身的資源。這就是著名的「生物圈二號」實驗。1987年，美國人在美國亞利桑那州的沙漠中建造了一個人工生物圈。當時，美國人認為這是繼登月計劃之後最激動人心的科學項目。這個人工生物圈是未來人類遷移到其他星球的實驗基地。「生物圈二號」裡面是熱帶草原、熱帶雨林、沙漠、海洋、沼澤等。然而，在這個人工生物圈的運作中總是會出現問題。首先，氧氣和二氧化碳的濃度發生了巨大的變化。氧氣濃度以每月0.5%的速度下降。最後，氧氣含量已經下降到不適合人類居住的水平。科學家必須從外部注入氧氣來維持生物圈的運轉。與此同時，大量授粉昆蟲也消失了，而螞蟻和蟑螂卻大量繁殖。「生物圈二號」後來有所改進，但總的來說，運行效果不是很理想，因為人類對尚未解決的自然奧秘知之甚少，人類很難複製自然的生物圈。

生物圈2

「生物圈2號」的實驗實際上教會了人類一個真理，即地球上的任何生物都有其存在的理由。它們在生物圈中扮演著非常重要的角色。我們把生物圈看得太簡單了。作為生物圈的一員，病毒也必須發揮作用。

# 2:病毒如何促進生物進化？

美國著名科普作家卡爾·齊默在他的《病毒星球》一書中認為，病毒完美地將毀滅和創造結合在一起。一方面，它們是致命的，另一方面，它們也給了世界很多創造力。你怎麼理解這個句子？事實上，歸根結底，病毒在地球生物圈中非常活躍。他們可以將DNA從一個物種轉移到另一個物種。讓我們以哺乳動物胎盤的進化為例來說明這個問題。

人類已經消滅的天花病毒

早在恐龍時代，哺乳動物和鳥類就實際誕生了。恐龍滅絕後，鳥類和哺乳動物佔據了一個新的位置並迅速發展起來。因為隨著地球氣候的變冷，哺乳動物比爬行動物更有優勢。他們的體溫是恆定的。當氣候有明顯的季節變化時，哺乳動物和鳥類可以在地球上廣泛分布，而爬行動物一般只能在低緯度地區生存。然而，哺乳動物比鳥類有一個優勢，那就是它們有胎盤。鳥產卵。鳥會生下後代。大部分工作是在體外完成的，也就是說，孵化卵子。爬行動物和兩棲動物甚至不需要孵蛋，直接產卵，利用自然的熱量孵蛋。然而，哺乳動物在體內產下它們的後代。當它們的幼仔剛出生時，它們實際上並不比鳥類優越。他們仍然需要父母的照顧，沒有獨立行動的能力。

企鵝位於南極，鳥類可以生活在地球上最寒冷的地方

鳥類產下它們的卵，離開它們的巢穴，這些卵可能會被其他動物吃掉，這是非常危險的，而且哺乳動物會在體內繁殖，事實上，這並不是非常安全的，因為懷孕的哺乳動物由於行動困難，可能會被其他生物吃掉，甚至流產孵化實際上解決了冷卻氣候的問題。胎盤為什麼會進化？這個問題似乎與自然選擇沒有什麼關係。如果哺乳動物沒有胎盤，如果它們依靠孵化卵繁殖後代，它們不會被自然選擇淘汰。事實上，地球上確實有正在孵化的哺乳動物。地球上最原始的哺乳動物是單孔目動物。最典型的單孔動物是鴨嘴獸。鴨嘴獸通過產卵繁殖下一代。它們先產卵，然後把它們放進一個袋子裡，根據它們自身的體溫孵化卵。這種動物應該被歸類為鳥類。為什麼叫「哺乳動物」？因為鴨嘴獸在孵出蛋後會用自己的乳汁餵養它的幼仔。鴨嘴獸的這些特徵有點類似於從鳥類到哺乳動物的「過渡」。那麼，生物體進化胎盤有多難呢？

成千上萬的細菌和病毒寄生在人體上。這些細菌和病毒將被人類免疫系統識別。人類免疫系統對外界物體有排斥反應。胎兒可以被視為人體內最大的「寄生蟲」。胎兒有不同的血型、基因和母體。為什麼人類免疫系統不會攻擊胎兒？為什麼人類在懷孕後沒有拒絕？植物通常通過釋放毒素殺死真菌和細菌。脊椎動物通常通過自身的免疫系統攻擊寄生蟲。哺乳動物想把胎兒植入它們的體內。他們面臨的最大問題是如何為胎兒提供營養，同時防止免疫系統攻擊胎兒。這要求母親和胎兒能夠在不互相干擾的情況下交換營養。

哺乳動物都在自己的體內繁殖後代

65百萬年前，恐龍滅絕了。恐龍滅絕後，哺乳動物繁盛起來。然而，哺乳動物並不是在恐龍滅絕後突然出現的。哺乳動物的祖先也和恐龍一起生活了一段時間。在恐龍時代，哺乳動物的體積非常小，有點像今天的鼩鼱。它們的身體有毛髮、乳腺，是溫血動物，但它們沒有胎盤。哺乳動物的祖先利用內源性逆轉錄病毒的DNA片段進化胎盤。

人類胎盤

科學家們進一步提出假設，1億年前，哺乳動物的祖先被一種內源性逆轉錄病毒感染。這些祖先使用了病毒DNA的一個片段，因此擁有生產合胞體蛋白和進化胎盤的能力。什麼是

稱為「內源性逆轉錄病毒」？也就是說，這種病毒是我們體內的一種病毒。大多數脊椎動物的基因組中都可以找到內源性逆轉錄病毒的DNA片段。8%的基因是內源性逆轉錄病毒的DNA片段。當然，這些病毒可能在幾百萬年前就侵入了人體。經過很長一段時間後，他們的大部分DNA已經不復存在，只留下一些片段供人類使用。因此，一方面，病毒會入侵動物；另一方面，動物也可能利用病毒的DNA片段為自己服務。從這個意義上說，沒有病毒，可能就沒有哺乳動物，沒有哺乳動物，沒有人類

第三點:病毒在生物圈中的功能

病毒在多大程度上促進了生物進化？這方面的問題仍然需要科學家進一步研究。我們現在知道的只是冰山一角。接下來，我們將簡要討論病毒在生物圈中的作用。

在太陽系中，幾乎所有地球以外的主要行星都是無氧的，而且在地球形成的早期沒有氧氣。最早進行光合作用的生物實際上不是植物，而是藍細菌，這是一種含有葉綠素分子的細菌，可以通過光合作用產生氧氣。他們利用太陽能產生大量氧氣，改變了地球大氣層的結構，使地球從無氧環境變成有氧環境。氧氣的到來使大量厭氧生物(主要是細菌)滅絕，為多細胞生物的生產創造了有利條件。單細胞生物只有一個細胞，當多個細胞結合時，它們消耗特殊的能量。沒有氧氣，就沒有多細胞生物。我們人類一直在呼吸和獲取能量，但我們不是一直在吃東西。這表明氧氣作為一種能量比食物更重要。沒有氧氣，地球上就不會有多細胞動物，我們也不會在地球上如此活躍。

藍藻

多細胞動物需要氧氣，但不應有太多氧氣。如果氧氣含量太高，那麼地球上經常發生火災，即使一個人不經意地摸了摸手掌，周圍的環境也會著火。氧氣不可能無限期地產生，這涉及到調節氧氣與二氧化碳的比例，即全球碳循環。海洋中的病毒數量非常大。它們每天能殺死海洋中15%到40%的細菌。這些細菌死亡後，碳元素被釋放出來。

如果沒有病毒攻擊藍藻，水面將會出現水華

科學家們甚至在地球的海洋中發現了一些病毒。這些病毒攜帶光合作用的基因，這意味著病毒的基因也可能參與光合作用。

簡而言之，病毒可以在不同物種之間解離，並發揮轉移基因的作用。在生物進化的歷史上，病毒相當於一個「生物補丁」。病毒和動物之間也可能有一場「軍備競賽」，這已經深深地影響了動物的進化。當然，我們不能過分誇大這個生物補丁的積極作用。畢竟，有些病毒仍然是有害的，給宿主帶來許多不良後果，有些病毒甚至是致命的。因此，在某種意義上，病毒確實完美地將毀滅與創造結合在一起。如果病毒只有破壞性的影響，它們只會對宿主造成傷害，並且它們今天不能存在。