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病毒能否促进人类进化?科学家:没有病毒,我
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摘要:今天我们来讲一讲“病毒进化论”,1964年,美国生物学家彼得·雷文和保罗·埃利希提出了“协同进化”的假说,他们认为动物与植物之间可以相互促进自身的进化,即一个物种的遗传
今天我们来讲一讲“病毒进化论”,1964年,美国生物学家彼得·雷文和保罗·埃利希提出了“协同进化”的假说,他们认为动物与植物之间可以相互促进自身的进化,即一个物种的遗传性状的改变可能是由另外一个物种的遗传性状的改变而导致的。
关于“协同进化”的假说,其实并不难理解,比如,植物与动物之间就存在“军备竞赛”,植物不甘心自己被动物吃掉,于是自身的体内就逐渐会产生一些化合物(通常是毒素),让动物吃起来感到不爽,甚至是中毒,拥有这些化合物的植物,就不会被动物轻易吃掉,并有了生存优势,种群迅速扩大。与此同时,不能适应这种毒素的动物往往就会死亡,但是有的则逐渐进化出了解毒的能力,于是,动物自身遗传性状的改变就是由植物遗传性状的改变而导致的。我们人类可以吃巧克力,但是,狗却不能大量食用巧克力,因为巧克力当中含有可可碱,我们人类是杂食性动物,在漫长的进化岁月里,已经适应了可可碱这种生物碱了,而狗是肉食性动物,它们不怎么接触植物,可可碱对于肉食性动物来说往往是有毒的。
植物与动物之间存在协同进化,那么,病毒与动物之间是否存在协同进化的问题呢?
第一:人工生物圈为什么会失败?
我们在日常生活中听到病毒和细菌,往往觉得它们都是有害的,其实,大部分的细菌和病毒对人类是无害的,我们之所以觉得病毒和细菌很可怕,是因为有一些病毒和细菌能够引起疾病,能够引起疾病的微生物,往往会格外引人注目,而大量的不会引起疾病的微生物则被我们忽略了。
地球的生物圈其实可以看作是一个超级生物体,科学家将其称之为“盖娅”,生物圈本身可以实现自我调节,从而让地球变得更加适宜生命居住。如果我们在太空的宇宙飞船内或者在火星上的一个密封系统内,模拟一个人工生物圈,那么,这个生物圈会不会维持运转呢?一旦这个人工生物圈能够维持运转,我们人类就可以移民到外太空了,而且还不会消耗地球自身的资源,这就是著名的“生物圈2号”实验。1987年,美国人在美国亚利桑那州的一个沙漠里,建造了一个人工生物圈,当时被美国人认为是继登月计划之后最激动人心的一个科学工程,这个人工生物圈是未来人类移民外星球的实验基地,“生物圈2号”内部有热带草原、热带雨林,还有沙漠、海洋、沼泽等等,然而,这个人工生物圈在后来的运转过程中,总是不断出现问题,首先是氧气与二氧化碳浓度发生了剧烈的变化,氧气浓度以每个月0.5%的速度下降,最后,导致氧气含量降低到不适宜人类居住的程度,科学家不得不从外界注入氧气,以维持这个生物圈的运转,与此同时,大量的授粉昆虫也灭绝了,而蚂蚁和蟑螂却大量滋生。“生物圈2号”后来虽然经过了改善,但是,整体而言,运转效果不是太理想,因为人类对于大自然的未解之谜知之甚少,人力难以复制大自然的生物圈。
“生物圈2号”的实验其实告诉了人类一个道理,那就是地球上的任何一种生物都是有其存在的道理的,它们在生物圈中扮演着非常重要的角色,我们把生物圈看得太简单了。病毒作为生物圈的一个组员,也必然有它的作用。
第二:病毒是如何促进生物进化的?
美国知名科普作家卡尔·齐默在《病毒星球》一书中认为病毒将毁灭与创造的完美的结合在了一起,它们一方面是致命的,另外一方面也赋予了这个世界很多的创造力。如何理解这句话?其实归根结底,就是病毒在地球生物圈当中是一个非常活跃的存在,它们能够将DNA从这个物种转移到另外一个物种,我们以哺乳动物胎盘的进化为例来说明这个问题。
早在恐龙生活的年代里,哺乳动物和鸟类实际上已经诞生了,恐龙灭绝以后,鸟类和哺乳动物占据了新的生态位,迅速发展壮大,因为随着地球气候的转冷,哺乳动物与爬行动物相比,更具有优势,它们的体温是恒定的,当气候出现明显的四季变化时,哺乳动物与鸟类能够广泛分布于地球之上,而爬行动物一般只能在低纬度地区生存。但是呢,哺乳动物比鸟类还有一个优势,那就是拥有胎盘。鸟类是产卵的,鸟类生育后代,大部分的工作是在体外进行的,即孵蛋。爬行动物和两栖类动物甚至都不需要孵蛋,直接产卵,利用自然界的热量孵蛋。而哺乳动物生育后代是在体内进行的,哺乳动物的幼崽刚生出来的时候,其实并不比鸟类高级,仍然需要母亲和父亲的照顾,并没有独立行动的能力。
文章来源:《中国安全科学学报》 网址: http://www.zgaqkxxb.cn/zonghexinwen/2020/1029/425.html