鳳凰科技訊 北京時(shí)間12月5日，國外媒體報道， 在赫伯特·喬治·威爾斯(Herbert George Wells)的小說(shuō)《星際戰爭》中，入侵的火星人最終被“低調的戰士”——常見(jiàn)的感冒所打敗。那么，相反的情況是否會(huì )發(fā)生呢？外來(lái)病毒對著(zhù)陸火星的人類(lèi)宇航員造成威脅。這個(gè)有趣的問(wèn)題是由美國佛羅里達州圣彼得斯堡美國地質(zhì)測繪局沿海地質(zhì)中心的微生物學(xué)家戴爾·格里芬(Dale Griffin)在最新發(fā)表在期刊《天體生物學(xué)》上的文章中提出的。他還提出了另一個(gè)問(wèn)題，也即我們發(fā)現的第一批外星生物的證據是否可能是以病毒的形式出現？
一般來(lái)說(shuō)生物學(xué)家并不認為病毒是“活的”。它們比細菌還小，細菌的大小在500至1500納米左右，而病毒只有20至300納米左右，而且它們無(wú)法自我復制——病毒需要入侵宿主細胞利用它們的基因工具輔助復制過(guò)程?，F在科學(xué)家發(fā)現地球幾乎被病毒統治了，目前存在的病毒大約有1044多，其中大約十分之一生活在海洋里。
考慮到它們對細胞生命的依賴(lài)以實(shí)現復制，只要有生命存在的地方就有病毒的存在，這也不足為奇了。格里芬認為我們在其它星球上也將發(fā)現相似的情形，“我認為其它星球上細胞生命的進(jìn)化將與地球上的非常相似。”格里芬說(shuō)道。“如果事實(shí)的確如此，且細胞生命的確存在特定的星球上，那么我可以猜想該星球上存在的病毒數量也是相當可觀(guān)的。”
但格里芬并不相信天體生物學(xué)家完全理解了這一事實(shí)，病毒和其它系外細胞生命一樣是值得推測的研究課題。其中的部分原因在于地球上病毒的研究——除去造成人類(lèi)和動(dòng)物疾病的病毒——僅僅開(kāi)始于過(guò)去十年左右。正如斯特德曼所暗示的，研究病毒并非易事。“直到分子生物學(xué)歷史記錄的近些年，我們才獲得能夠輔助我們確定地球上病毒數量和多樣性的分子工具。”格里芬說(shuō)道。問(wèn)題之一在于地球上的病毒已經(jīng)進(jìn)化出與特定宿主的共生關(guān)系，這便是為什么你不會(huì )從狗身上傳染感冒，因為引起狗感冒的病毒已經(jīng)進(jìn)化得能夠與犬類(lèi)細胞共生，反之亦然。
因此想要細節的研究病毒，研究人員必須在實(shí)驗室內培育宿主細胞——一般是細菌，而目前我們尚未鑒別出很多病毒的宿主細胞。這極大的減慢了對地球上大范圍和多樣化病毒的研究進(jìn)程。美國圖森市亞利桑那大學(xué)克里斯·殷匹(Chris Impey)教授這樣說(shuō)道。“由于培養大多數細菌物種的困難，我們仍然對大量細菌和病毒的共生關(guān)系一無(wú)所知。”
關(guān)鍵的問(wèn)題并非在于病毒存在于生命存在的地方，因為我們注意到生命的存在早于伴隨的病毒，格里芬辯論稱(chēng)，而是在于大多數病毒的宿主類(lèi)型被發(fā)現存在于生命開(kāi)始和結束的階段。沒(méi)有人知道病毒最初是如何在地球上產(chǎn)生的，但據稱(chēng)它們非常古老甚至提供了朝細胞性進(jìn)化必需的推動(dòng)力。當病毒入侵細胞，它攜帶了自身的遺傳物質(zhì)并添加到細胞的基因組里，當病毒在細胞內復制時(shí)，它使用了細胞內部的某些遺傳信息，將它在細胞之間、有機物之間傳遞，基因得以交換從而推動(dòng)了進(jìn)化。
當然，病毒能夠產(chǎn)生破壞但它們也能給細胞帶來(lái)益處。例如，如果細胞被紫外線(xiàn)破壞時(shí)，攜帶抗紫外線(xiàn)基因的病毒將向受損細胞引入這些基因幫助其修復。反之，受損的病毒將它們自我復制的能力儲存在細胞里，當細胞被多重病毒感染時(shí)就能交換足夠多的基因信息以產(chǎn)生不受損的病毒性基因。
這使得病毒非常頑強。“病毒非常強壯，適應性極強，它們能夠在休眠的狀態(tài)下存活相當長(cháng)的時(shí)間。” 殷匹說(shuō)道。盡管病毒在宿主細胞之外是惰性的，但它們能夠在極端的條件下存活。例如，在黃石國家公園高達93攝氏度的溫泉里發(fā)現了病毒的存在，而零下12攝氏度的海冰里也發(fā)現了病毒存在，實(shí)驗室內的流感病毒甚至可以?xún)Υ嬖诹阆?0攝氏度的低溫環(huán)境中，這些高溫和低溫對病毒本身并沒(méi)有造成明顯的破壞，在細胞外病毒也無(wú)需水的存在——它們只是保持惰性，倘若沒(méi)有來(lái)自輻射的傷害，它們會(huì )在進(jìn)入一個(gè)新的細胞后重新喚醒。
設想一下，如果一個(gè)星球上所有生命都消失那將會(huì )發(fā)生什么？火星或許就是這樣的例子，雖然火星古代歷史中簡(jiǎn)短的溫暖潮濕期是否曾存在生命仍是未知數。假設火星過(guò)去曾存在原始生命形式，同時(shí)伴隨著(zhù)必不可少的病毒。正如地球上的情形，大多數病毒必須有特定的宿主——格里芬認為這一原則同樣適用于外星病毒。然而，如果火星生命消失了，或者至少變得非常罕見(jiàn)，那么病毒就面臨一個(gè)問(wèn)題，如果它們保持宿主專(zhuān)一性，那么它們將伴隨著(zhù)宿主一并消失。
然而，如果它們變得適應和普遍化，那么它們能夠入侵任何細胞，共享基因信息從而存活下來(lái)。因此，如果火星上曾存在生命，那么現在留下來(lái)的應該是具有普遍感染能力、生存能力更強的病毒，它們能夠感染大部分細胞。這種病毒或成為未來(lái)著(zhù)陸火星的宇航員所面臨的生物危害，因此當我們積極尋找火星上的生命跡象時(shí)，同時(shí)也應該裝配機器人漫游車(chē)尋找病毒的存在。
對于我們如何開(kāi)始尋找外來(lái)病毒，格里芬有一些想法。其中一個(gè)工具便是基于微電子機械系統的集中器（Micro-Electro-Mechanical Systems），這種微米級的技術(shù)能夠用于色譜分析（在實(shí)驗室環(huán)境里分離混合物）和光譜學(xué)技術(shù)。這可以結合粒子大小的分離器、顯微鏡成像系統以及核酸測序儀使用以篩選火星泥土并分析類(lèi)似病毒的結構和細胞核。
“這一方法使得你能夠篩選樣本尋找細胞生命，成像任何類(lèi)似病毒的粒子或者細胞——它們是否類(lèi)似于地球上的已知變種？如果它們與我們的RNA或DNA相似，我們還可以對它的基因組部分進(jìn)行測序。”
對系外病毒的研究將引發(fā)天體生物學(xué)的新革命。“生物研究將持續改進(jìn)我們對病毒的理解，” 殷匹說(shuō)道。“同時(shí)，認真的考慮它們在系外生物學(xué)上所起的作用是非常有用的，格里芬的文章便是一個(gè)好的起點(diǎn)。”（編譯/嚴炎劉星）
