為何不去尋找外星病毒?
想像你來自一個外星文明,擔負著一項任務:到地球上采集一個樣品帶回你自己的星球,看看地球上有沒有生命。為了避免潛在的危險,你的飛船可能不會在地球上著陸,只停留在高空,然后從上面拋下一個罐子之類的東西,等采集到樣品,就收回去。由于地球的表面大部分是海洋,這意味著,你采集到的很可能是一罐海水。
在針尖般大小的一小滴海水中,就可能含有1000萬個病毒、以及100萬個細菌和單細胞藻類。所以,不難想像,假如我們有一天在別的星球上找到了生命,那么病毒一定也是少不了。但為什么迄今各國的航天局在尋找外星生命的時候,都試圖尋找比細菌高級(包括細菌)的生命,而不把病毒作為搜尋目標呢?
在搜尋外星病毒之前,我們當然需要對自己星球上的病毒有一個更好的了解。但遺憾的是,盡管流感病毒和艾滋病毒經(jīng)常上報紙的頭版頭條,但其實我們對身邊的多數(shù)病毒知道的很少。
在地球上,除病毒外,所有生物都是由細胞組成的。僅僅在過去的幾十年,我們才意識到,病毒的數(shù)量至少是其他生物數(shù)量總和的10倍以上。哪里有細胞生命,哪里就有病毒。從酸性的高熱噴泉,到嚴寒的南極冰川,再到飽和的堿性咸水湖,所有細胞生命能生存的地方,都有病毒相伴而生。
病毒并非都是“壞消息”
到底什么樣才算是個病毒?盡管生物學家對病毒的定義各有分歧,但大家都同意,病毒能夠把自己的基因嵌入宿主的細胞中,并利用宿主來復制出更多的病毒。在一些例子中,宿主細胞或者有機體,因此就得病了。這就是為什么諾獎得主生物學家彼得·米達沃稱病毒為“一條裹藏在蛋白質中的壞消息”的原因——這個觀點目前獲得了多數(shù)人的認同。但一些病毒跟宿主可能是互惠的共生關系,它們不一定就是“壞消息”。有很多甚至是“好消息”。本質上,不論“消息”好壞,病毒只不過是一袋基因而已。
病毒能做出什么好事來?首先,它們能在海洋中幫助營養(yǎng)物質的循環(huán)。它們在感染細胞后,以不停繁殖,直至把細胞撐破的方式,令其釋放出營養(yǎng)物質,為海洋中的其他生物提供食物,維持了包括魚和人類在內的整條食物鏈。
其次,據(jù)我們所知,高級動物的進化也離不開病毒。病毒以在它們所感染的有機體中引入新基因的方式驅動進化。很多例子中的一個是,對于哺乳動物的胎盤發(fā)育非常重要的幾個基因,是胎生哺乳動物的祖先從病毒上得來的。在2012年的一次國際會議上,24位病毒學家聚在一起探討,假如沒有病毒,地球生命會變成什么樣子。大家一致同意,沒有病毒,我們今天熟知的生命就不會存在。
外星病毒如何探測?
既然病毒如此重要,為什么我們對它們了解得如此之少?主要的困難在于,它們種類太多,而且天性善變,很難研究。為了在外星球搜尋病毒,我們首先需要解決如何探測的問題。
每一種病毒都具有獨一無二的形狀。比如,科學家從酸熱環(huán)境中找到的病毒,通常都有著非同一般的外形:有檸檬形的;有紡錘形的;有長絲狀的,末端附有納米尺寸的爪子;有的甚至是瓶狀的。這些獨特的外形可用作探測它們的手段嗎?答案并非像初聽起來那么直截了當,因為病毒都非常小,20萬個首尾相連才夠1毫米。所有這些奇特的外形都只能在電子顯微鏡底下才能觀察到,而在可預見的將來,太空飛行器還不可能攜帶電子顯微鏡升空。
探測病毒的另一個更有希望的途徑是,從它們的殘留物(比如化石)中去判別。不過在古生物學上,盡管年代超過30億年的細菌化石都已經(jīng)找到了,但有關發(fā)現(xiàn)病毒化石的報道卻從未聽說過。這是因為病毒的化石無法探測嗎?還是說壓根兒就沒有病毒的化石?恐怕都不是,原因在于我們還沒有發(fā)展出一項“病毒考古”的技術。
病毒考古學
尋找病毒化石是當前古生物學家和太空生物學家共同感興趣的一個課題。他們業(yè)已證明,在模擬熱液噴泉的實驗中,在不改變外形的條件下,病毒可以被迅速裹上一層石英,而這是所有有機體石化的第一步。但遺憾的是,病毒那引人注意的獨特外形,在不到一周的時間,就模糊變形了,因而無法在石頭中留下輪廓清晰的印記。幸好,病毒的碎片還能在石英層中探測到。目前科學家正在試圖確定,病毒身上會有什么獨特的東西能夠在巖石中保留下來,作為它們存在過的明確標記。他們對此十分樂觀。
一旦我們發(fā)展出“病毒考古”技術,下一步將在火星隕石中開展調查(在地球上,我們已經(jīng)采回來總共大約100千克的火星隕石,有些還非常古老)。而且,在未來的火星探測計劃中,當需要采集火星巖石樣品運回地球時,病毒考古學家還可以在“揀選什么樣的樣品”以及“用什么樣的手段分析”方面提供幫助。為了避免污染,分析可能需要在密封艙里通過遙控進行。
那么,如果在火星巖石里發(fā)現(xiàn)了病毒,它對人類的危害性有多大?由于科學家們對外星病毒是什么樣子還一概不知,對這個問題無從回答,但無論怎樣,對未知的病毒,人類還是小心防護為妙。不僅是病毒,人類未來對外星微生物、外星生物都需要小心應對。
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