文 | 脑洞君
一、动物病毒让人生病地球上的病毒多的数不清,已经被我们鉴定的病毒有5000种,其中有100种会让我们人类致病。
这些致病病毒大多来自于野生哺乳动物,科学家们研究发现,人类近20%的主要传染病都来自于跟人类血缘相近的野生灵长类动物。
这是因为两个物种的血缘关系越近,它们的生理结构,比如细胞结构、免疫系统等等就越相似,这就为病毒的跨物种传播创造了条件。艾滋病毒最初就是来源于跟我们人类血缘最近的黑猩猩。
但奇怪的是,很多病毒在动物的身上的时候并不会让它们生病,但一旦传播到人类身上就会引起严重致病症状。比如前些年的SARS病毒,最早是从蝙蝠身上传来的,但罪魁祸首蝙蝠都是好好的。
这是为什么呢?简单来说是因为这些野生动物对这些病毒的免疫力要比人类强。而这种免疫力的差异是在几百万年的进化史中形成的。
二、进化让人类变得“孱弱”有科学家拿人类的近亲黑猩猩作为比较对象,把这种差异的形成过程分为两个阶段。第一个阶段的主题是共同发展,第二个阶段的是分道扬镳。
1、共同发展阶段
我们先来看看第一个共同发展阶段,在这个阶段。黑猩猩和人类对于病毒的免疫力曾经空前强大。
故事发生在距今800万年前的中非丛林,那里生活着我们和黑猩猩的共同祖先。
没错,那会儿人类和黑猩猩还没有分家,共同祖先们看起来更接近今天黑猩猩的样子。
他们全身长满毛发,用四肢在地上和树上爬来爬去,开始的时候他们只是采摘浆果和树叶为生,运气好的时候还能捞着一两个鸟蛋。
不过,这些零星的食物现在已经难以满足他们的大胃口了,生活所迫,共同祖先们学会了一项厉害的手艺,就是狩猎。
学会狩猎不止让他们获得了稳定的热量和蛋白质来源,还极大地丰富了他们的微生物库。
科学家们把能够感染一个物种的所有微生物种类,叫做一个物种的微生物库。每个物种都有自己特定的微生物库,里面包含细菌、病毒和寄生虫等各种不同的微生物。
狩猎活动就像是铺就了一条高速公路,使得其他森林动物的微生物库能够快速而直接地交换到我们的共同祖先身上。
有病毒学家描述自己曾在东亚的雨林里亲眼见到一只黑猩猩猎杀一只猴子,强势的黑猩猩一手压着猎物,用另一只手和牙齿撕开猴子的皮毛和肌肉寻找内脏。
在这个过程中,猴子的血液、唾液和粪便这些饱含着微生物的体液,直接溅到黑猩猩的眼睛、鼻子、嘴巴和伤口处,对于微生物的跨物种传播来说,再也找不到比这更方便快捷的方式了。
一开始,一些新出现的微生物,比如某些种类的病毒可能会让共同祖先们的免疫系统崩溃,让一些个体生病或者死去。
但是经过了上百万年的时间,共同祖先们就逐渐进化出了一套应对这些病毒的免疫机制,就能和这些病毒和平相处了。也就是说,有很多很多的病毒可以待在他们身上,感染他们,但是已经不会让他们生病了。
在这个阶段,人类和黑猩猩都GET了同样强大的免疫力,可以抵御多种病毒的侵袭。
不过正如我们知道的那样,后来,两个物种走上了完全不同的进化道路,他们的对抗病毒的免疫力也因此出现了今天的差异。这也就是我们要说的第二个阶段,分道扬镳。
2、分道扬镳阶段
大约600万年前,人类真正的祖先,共同祖先中的一小部分,开始走上了一条和其他同类完全不同的道路。他们开始进驻热带大草原。这也是人类和黑猩猩的生物谱系开始分离的标志。
和猿类分家是好事,这意味着人类的进化又进了一步。不过也正是这一次草原大迁徙却让人类祖先的微生物库遭遇了大幅消减,在森林时期积累下来微生物多样性丢失了。
为什么会这样呢?
因为人类出现了种群瓶颈,瓶颈期的那个瓶颈。意思是种群规模大幅减小了。
我们知道迁徙是件大事情,在应对新环境的过程中人类祖先必然损兵折将、弄得遍体鳞伤。这样一来,人数大幅减少也是可以想见的。小到什么程度呢?有研究显示,那会儿人类可能只剩下10-20万的人口,几乎濒临灭绝。
而像病毒这样的微生物需要在宿主个体间不停地传播才能生存下来。否则就只有死路一条。
比如像天花、麻疹、脊髓灰质炎这些急性致命性的病毒,感染者要么死亡,要么获得免疫,如果种群规模小,它们很快就会没有宿主可以感染,只能在人群中消失。
拿骨髓灰质炎病毒来说,就需要有一个至少25万人口规模的社区才能维系,在当时的情况下,它很难长久在人群中立足。
相对而言,一些能够伴随宿主许多年的病毒,像艾滋病毒和丙肝病毒的情况要灵活一些,但是如果种群规模过小,当被感染者死亡之后,这种病毒在人群中消失的概率也会大幅增加。
种族瓶颈使得人类祖先的微生物库出现了大幅消减,很多种类的病毒就是在这个阶段逐渐在人群消失了。
我们前面说过,当微生物库种类丰富的时候,共同祖先们逐渐进化出了应对它们的免疫机制,现在微生物库消减了,就好像敌人逐渐减少和消失了,原先强大的免疫力也就逐渐退化了。这也符合“用进废退”的原理。
而那些依然生活在森林里黑猩猩们,它们的微生物库却完好无损地保存了下来,免疫力自然也毫发无伤。如果免疫力已经退化的人类接触到他们身上的病毒,就很容易得病了。
所以你看,凡事都有两面,我们人类今天之所以那么容易受到病毒的侵扰,这还是几百万年前的进化惹的祸啊!
三、病毒本身变得越来越厉害
人类抵抗病毒的能力变弱了,但是另一方面,病毒本身却在变得越来越厉害。
病毒变厉害的方式有两种,一种是基因突变。,一种是基因重组。
1、病毒是已知自然界中基因突变率最高的生物。
达尔文老爷爷告诉我们,基因突变对于单一个体来说,通常是有害的。比如发生在我们体内的基因突变可能会导致癌症。
但是对于病毒来说,大量的高频率的突变总会产生一些对它们来说是好的性状,比如说抗药性,对抗高温等其他恶劣环境的能力,以及逃避免疫系统攻击的能力等等。
而人类医学的发展,比如疫苗的研制,各种抗病毒药物的开发,的确增加了病毒侵扰的难度,但是一些幸存下来的病毒也在这些因素的诱导下,发生了基因变异变成了更加厉害的病毒。
杀不死的使我更强大,这句话对于这些病毒来说再适合不过了。
2、病毒的第二种变强大的方式是基因重组。
就是当两种或两种以上完全不同的病毒,有机会感染同一个宿主的时候,它们会在这个宿主体内交换基因,生出一些“混血宝宝”。
这些混血子代身上同时拥有多种病毒的基因片段和遗传信息,科学家把这种病毒称为镶嵌体。
艾滋病毒最初就是两种完全不同的猴子病毒,刚好同时感染了一只大猩猩,在这只不幸的大猩猩体内形成的镶嵌体。而SARS病毒也是来自于一种蝙蝠病毒和另一种未知的病毒的重组。
病毒基因重组而成的镶嵌体更厉害了。因为它们可以同时拥有两种或以上不同病毒的特性。
如果一种病毒有很强的致病性,另一种病毒的传播力很强,那么这种镶嵌体病毒就可能成为最厉害的人类杀手。
当孱弱的人类遇上强势的病毒,一场没有硝烟的战争正在打响。所幸,进化虽然让我们丢失了部分重要的免疫力,却也赋予了我们无比成熟的智慧。
在和病毒的战争中,人类会是最后的赢家吗?让我们拭目以待!
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