编者按：仰望星空，与日月星辰对话；遨游天际，和山川湖海晤谈；俯身大地，同草木虫鱼私语。“探索地质科学奥秘 传播自然资源文化”，2023年7月26日起，红网联合湖南省地质博物馆开设“博学科普站”专题，为推进人与自然和谐共生现代化与自然资源高质量发展彰显地博担当、贡献地博力量。

本期迎来的是“寻古探今，共建生态文明”论坛之剑与盾之歌——瘟疫与免疫的生命竞技场。让我们跟随刘欢教授的讲解，一同了解病毒这样一种特殊的生命体，是如何在生物演化中，参与到人类以及大自然的基因和物种的演化的。

红网时刻新闻通讯员 刘欢 长沙报道

在“国际熊猫日”当天，湖南省地质博物馆、世界自然基金会（瑞士）北京代表处（WWF）、湖南省自然资源资产学会在省地博报告厅联合举办了“国际熊猫日学术主题论坛”。以“寻古探今，共建生态文明”为主题的“国际熊猫日学术主题论坛”，邀请了长期从事生物研究、生态建设的专家学者，用一场跨越时空的精彩对话，引领大家对濒危野生动物及其栖息地进行保护，对全球生物多样性保护问题给予关注，共创人与自然和谐共生的美好未来。

本期作分享的专家是来自中国科学技术大学副教授刘欢。

“国际熊猫日学术主题论坛”现场。

我下面要分享的这个主题，实际上是一个交叉的（内容），所以今天从另外角度，认识一个既熟悉又陌生的生物物种，那就是病毒。

今天的主题叫做“瘟疫与免疫的生命竞技场”，是关于病毒学科普图书——《剑与盾之歌：瘟疫与免疫的生命竞技场》里面的一个章节的节选。这样一种特殊的生命体，是如何在生物演化中，参与到人类以及大自然的基因和物种的演化的。

中国科学技术大学副教授刘欢。

我们对于地球的认识是从物质世界开始的，如果把地球上所有的物种生物的基因聚焦到生物大分子的微观世界当中，每一种生态物种都携带着它自己所独有的基因库。而这样一个庞大的基因库，又构成了包含全部生命体基因的地球基因库。细菌和病毒——这些单细胞或者是要寄宿在细胞中的特殊的生命体，具有一种非常简单的生命形式和代谢机理，所携带的遗传信息独立性也相对较强。细胞细菌或者是寄宿在细胞中的病毒，它的基因组就负责细胞的整个的生命活动，就是常说的“船小好调头，树小易生根”。微生物在遗传信息传递方面，具有非常独特的优势，它们不仅非常容易从地球的基因库中来调取这些基因信息，而且非常容易进入到地球的基因库中来收集这些基因信息。这些微生物的多样性和灵活性的特点，反而使这种庞大的物种具备一种生存、或者说演化上的物种优势。

我们常常讲，生命的演化是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从低级到高级。以人类为例，在基因信息的传递过程中，是垂直的遗传方式。物种的延续实际上都是通过父代传到子代，一代一代地把遗传信息传递下来。而且这种传递常常是具有保真性和修复性功能的。单细胞生物虽然也能够以这种垂直的方式来进行传递。但是它在水平遗传信息的方面会更具备优势。

举个例子，在治疗疾病的时候，医生会根据我们体内细菌感染的类型来开相应的抗生素药物，针对性地用药就是为了尽可能地避免耐药性的产生。细菌耐药性侧面展示了它可以通过质粒把这些耐药的基因传递给相关的一些细胞。同时这种情况也发生在病毒当中，它们也可以通过基因的重配或者是重组来产生新的病毒组的准种。这也就使得这些看似不起眼的非常简单的生命形式，在遗传学和多样性上，具备了更加广阔的空间。

资料图。

人类在所有细胞当中，实际上是由一套二十三对染色体、超过三十亿对的碱基，这样一套非常复杂的密码系统来调控的。这一套系统存在于我们身体里面，分布在绝大多数的细胞中。每一个细胞中其实都有着二十三对染色体，但是却分化成了不同的细胞功能。在这种以人类为代表的多细胞的复杂生命体当中，这些遗传基因如果发生一些变化或者突变，它所带来的生存风险就要远远大于单细胞生命体或者是病毒这些微生物。

对比简单的微生物和人类这样的高级动物，这两个物种之间会不会有某种关联呢？答案是肯定的。通过研究发现，人类的基因组DNA遗传信息当中，约有8%是来自病毒，这种被称为人内源性的逆转录病毒。而逆转录病毒作为大家在自然科学中研究的一个病毒的种类，很多人应该听过它的名字，其中有一种代表性的就是艾滋病的病毒，也叫人类免疫缺陷病毒，它就是可以导致疾病当中的逆转录病毒的一种代表类型。从病毒基因组和人类基因组的一种相互关系，就推测应该是在人类自身的发展进化的某个时期，这种逆转录病毒通过把病毒的基因整合到人类的基因组当中，有一部分存留到了现在，另外一部分随着环境的变化，可能已经消失在历史的长河中了。

在病毒和人类这样的一种相处模式中，其实都是以人类的视角来看待。这个时候如果跳出人类的视角，来看待人类和病毒之间的一个演化关系，我们会发现，如果人感染了呼吸道的致病微生物后，通过咳嗽打喷嚏的方式把这些微生物排出体外，这对人类来讲，它是一个排毒的过程，来减少体内的致病病原体；而对于微生物而言，它实际上是有更多的机会感染到其他的宿主，来增加它的生存机会和生存空间。类似的情况，还包括水痘、霍乱弧菌和类似的一种微生物。结合这三种致病微生物，可以发现，它在感染人的过程当中，并不是人类主观地去把这些微生物排出体外或者释放到环境当中，而是由自身的一种生理条件造成的一种客观的生理反应。而这种反应从结果过程来看，是由微生物所引发的。

资料图。

既然这种微生物要寄宿在细胞中，才能够存活。大家也常常会产生一个疑问，如果是这样的话，为什么会有一些烈性的或者是高致死率的一种病毒的出现？原则上来讲，这种温和的病毒，它是持续性的感染，病毒可以在宿主当中存活更长的时间，产生更多的种群。但是有一些病毒，比如说还有一些烈性的病原，它快速地杀死宿主，那么对于它来讲，是不是把自己的生存空间也给破坏掉了。我们说病毒的宿主，关注的也更多是人类。实际上除了人类一个物种，还有很多天然宿主的存在。这些天然的宿主，它能够和病毒长期保存共存共生的空间。就是说，病毒是在不断拓展宿主的过程中来提升它的物种演化适应能力。在人类医学或者在对抗疾病过程中，疫苗就是非常好的生物演化或者是病毒适应宿主的案例。巴斯德通过科学减毒的方法，把本来具有很强毒性的狂犬病毒，通过人工驯化减毒的方法，使其毒性减弱，做了以毒攻毒的策略。然后开创了一种减毒疫苗的非常经典的研制路线。从演化或者说从生物多样性的角度来讲，或许这些微生物，这些更加简单、更加不起眼的病毒，才是在生物多样性方面更具备物种竞争优势的生命体。或许它不一定是全程都领跑，但它一定是最长远的生命代言人。

今天通过主题分享，我们希望从另外的视角来跟大家来介绍一下，无论是非常简单的生命，还是高级生物，实际上在演化的过程当中，都要去适应环境，并且通过基因重组和不断变化来适应新的环境发展。