這個世界到底是先有細胞還是先有病毒?

給個理由就好。


謝 @佐佐一護 邀。

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以下內容不完整地翻譯自:Wessner, D. R. (2010) The Origins of Viruses. Nature Education 3(9):37

病毒起源有3個學說:漸進說(Progressive Hypothesis),退化說(Regressive Hypothesis),病毒優先說(Virus-First Hypothesis)。

  1. 漸進說。細胞基因組中的可移動元素(轉座子)在脫離細胞後形成病毒。轉座子占人基因組42%的部分(Lander et al, 2001),可以通過一個RNA中介物在基因組之間移動。像逆轉錄病毒一樣,一些轉座子也編碼逆轉錄酶和整合酶。有了這些酶,轉座子可以被轉錄成RNA,逆轉錄成DNA,然後整合進基因組的新位置。可以猜測如果再獲得一些結構蛋白,這些轉座子就可以離開細胞並進入一個新的細胞,變成一個具有感染性的病毒。

  2. 退化說。一些比現在的病毒更複雜的、自由生活的微生物,逐漸丟失遺傳信息,並適應了細胞內的寄生生活,逐漸變成病毒。最能闡述這個學說的是一些巨型病毒,如天花病毒和巨人病毒Mimivirus。它們不僅比絕大多數病毒都要大,其基因組的規模和複雜度也遠超其他病毒,對宿主的依賴程度也相對較低。因此猜測巨型病毒擁有更為複雜的遠古祖先,它們起初和其他生物建立了共生關係,逐漸變得寄生,對宿主越來越依賴,丟失了一些必需的基因,最終無法獨立複製自身而變成病毒。
  3. 病毒優先說。病毒在細胞起源前就作為自我複製的單元存在,在病毒的基礎上,與膜有關的酶逐漸出現,使病毒進化成了細胞。現在很多生物學家都認為,第一個可以自我複製的分子是RNA而非DNA。而一些RNA還具有酶催化活性。因此,也許在第一個細胞存在前就已存在的可自我複製的RNA,逐漸發展出感染細胞的能力。也許今天的單鏈RNA病毒就是早在細胞之前就存在的RNA分子的後代。

現在尚無對病毒起源的明確解釋。這三個學說並非互相對立的關係,而可能互相補充。不同的病毒可能有不同的起源方式。

下面是私貨。


我個人傾向於退化說,即先有細胞,一部分細胞退化成了病毒。


轉座子看上去更像病毒不斷攻擊細胞的遺留產物,而不是病毒的前身。因為轉座子在基因組中動來動去是很危險的事情,會造成基因組不穩定。即便如此,轉座子直到今天還有這麼多而不是逐漸被丟棄,只能說是病毒在不停攻擊。它們不停感染細胞,把自己的DNA整合到細胞基因組中去,有的細胞被病毒折磨後就死了,有的大難不死,反而把病毒DNA所在區域纏上了緻密的染色質,使其無法表達,於是留下了成了轉座子。

由於目前沒有發現任何病毒可以脫離宿主細胞而表現出生命活動,很難想像它們早在細胞出現之前就獨立存在、而細胞出現後全都靠細胞過日子了。膜結構對生命活動非常重要,可以說沒有膜結構,能量代謝幾乎無法進行。而且沒有膜結構的保護,RNA容易擴散走,其濃度很難保證;沒有量變,質變就很難想像。因此我認為膜結構出現得非常早,和「RNA世界」是同時期的東西。「RNA世界」中,RNA和膜結構組成原始細胞,並在其中複製自己。沒有細胞則沒有可自我複製的RNA,因此說病毒進化成了細胞難以說服我。


木有細胞的話,病毒吃什麼?


病毒需要入侵到宿主細胞中,利用細胞的原材料來進行自我複製。所以病毒離不開細胞,細胞可能先於病毒產生。


先有細胞。單一從病毒的原理來看:病毒自身不能複製,通過侵入宿主細胞,藉助後者的複製系統,按照病毒基因的指令複製新的病毒。這與電腦和電腦病毒的關係是很相似的。


蟹妖。
這其實是一個尚未獲得解答的問題。
我個人認為,由於病毒的巨大差異性,很可能不同病毒的起源都是分離的。


如果生命存在的目的在於讓自己保留下去,無論是通過複製、繁殖還是長生的方式,那麼某種意義上來說病毒做得更好。


這和雞與蛋的問題不同,病毒不是由細胞產生的,是與細胞共生的。病毒可能是細胞受誘因突變至,也可能病毒早先就有,而不是依賴細胞而活的。


生物界是先有低等生物,能提供足夠能量後又誕生了以他們為食物的生物。

但後者不見得都是高等生物,也有一些寄生生物。或者說動物也是某種寄生在植物等生物身上的寄生物。

據說白堊紀的恐龍就是因為植物缺少光合,先是死了一批食草恐龍,然後以食草動物為食物的食肉恐龍也滅絕了。

結論就是人和某些和人類同時誕生和進化的病毒在進化意義上都一樣。

這個問題說來其實也很簡單,那就是時代意義

舉個例子,即使南極冰都化了,冷藏休眠的古老病毒被釋放出來,人類也不會滅絕。因為人在進化過程中,那些沒有相應免疫力的族群都被殺死了。

而某些所謂的新型病毒,卻會引發人類災難。最著名的就是艾滋,埃博拉,非典等等

當然了,這個新型只是相對的,有的是變異的所謂亞種,有的是存在很久,只是沒有和人類發生廣泛的接觸

這裡的進化意義最輕的就是預防和治療重大疾病,而更多的還會在未來解決人類基因缺陷,製造新型食物等等應用上面。


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