生物病毒在地球上是什么時(shí)候就開始出現(xiàn)了?

【專家解說(shuō)】：病毒與細(xì)胞關(guān)系的多元化給病毒起源的研究增加了許多困難，1988年以來(lái)，隨著對(duì)病毒與細(xì)胞相互作用的分子模型分析和病毒核酸的分子生物學(xué)研究以及病毒基因克隆技術(shù)的發(fā)展，對(duì)病毒的起源目前形成了三種代表性的學(xué)說(shuō)。 第一種學(xué)說(shuō)認(rèn)為，病毒是地球上生物進(jìn)化過(guò)程中的一種最為原始的生命物質(zhì)，病毒既具有化學(xué)大分子的屬性，又具有生物的部分特征。這似乎提示，在從無(wú)機(jī)自然界到生命出現(xiàn)這一漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，病毒正處于非生物到生物的過(guò)渡位置，也就是說(shuō)病毒正好填補(bǔ)從化學(xué)大分子到原始細(xì)胞生物中間的空白。其要點(diǎn)是:地球上生命物質(zhì)產(chǎn)生的環(huán)境中首先由無(wú)機(jī)物質(zhì)演化為有機(jī)物質(zhì)，再演化為大分子生命物質(zhì)。這個(gè)學(xué)說(shuō)是根據(jù)生命起源學(xué)說(shuō)和分子進(jìn)化理論所提出來(lái)的一種純粹的假設(shè)，缺乏任何進(jìn)化上的證據(jù)。 第二種學(xué)說(shuō)認(rèn)為病毒是一種高級(jí)微生物的退行性生命物質(zhì)，微生物細(xì)胞在生命歷程中的部分基因丟棄使其喪失獨(dú)立的自我繁殖能力，最終退化為病毒。提出這種假說(shuō)的依據(jù)是:在細(xì)胞內(nèi)環(huán)境寄生的細(xì)菌與病毒之間，還存在著像立克次氏體和衣原體(是二類非獨(dú)立生活的細(xì)胞生物)這樣一些比細(xì)菌更原始，而且是專性細(xì)胞內(nèi)寄生的中間形式，并據(jù)此推測(cè)，由寄生于細(xì)胞的低級(jí)細(xì)菌退化為立克次氏體一類的生物，再退化為衣原體一類的生物，進(jìn)而退化成病毒。如果假說(shuō)成立，那就應(yīng)該在病毒能夠感染的動(dòng)植物細(xì)胞和細(xì)菌細(xì)胞中找到這種細(xì)胞內(nèi)寄生的小型細(xì)胞生物，而實(shí)際情況并非如此，況且，在立克次氏體和衣原體中未見發(fā)現(xiàn)病毒的報(bào)道?？梢?，該假說(shuō)成立的證據(jù)不足。 第三種學(xué)說(shuō)認(rèn)為，病毒來(lái)源于正常細(xì)胞的核酸，因偶然途徑從細(xì)胞內(nèi)脫離出來(lái)而變?yōu)椴《?，這就是目前比較流行的病毒起源的內(nèi)源性學(xué)說(shuō)。支持這個(gè)學(xué)說(shuō)的多半來(lái)自于一些實(shí)驗(yàn)的間接證據(jù):病毒與質(zhì)粒的相似性，質(zhì)粒本屬于細(xì)胞的一部分，但它可以隨時(shí)脫離細(xì)胞，并在細(xì)胞之間傳遞;有很多DNA病毒，如細(xì)菌病毒中的λ噬菌體，植物病毒中的花椰菜花葉病毒，動(dòng)物病毒中的乙肝病毒、腺病毒、皰疹病毒和乳頭瘤病毒等，這些病毒的 DNA或全部或部分可以結(jié)合到它們所寄生的細(xì)胞的染色體上，從而變?yōu)榧?xì)胞的一部分，這正好是細(xì)胞核酸外逸的逆過(guò)程;利用核酸分子探針技術(shù)發(fā)現(xiàn)很多能與細(xì)胞染色體結(jié)合的病毒DNA的整合區(qū)序列與發(fā)生整合的染色體的側(cè)翼序列有很大的同源性，尤其在一些逆轉(zhuǎn)錄病毒(艾滋病的病原--人類免疫缺陷病毒即屬于此類)中的癌基因V-onc與細(xì)胞中的原癌基因C-onc高度同源;正常細(xì)胞中存在較廣泛的逆轉(zhuǎn)錄型可動(dòng)遺傳因子，如酵母細(xì)胞的Ty因子、果蠅的Copia樣因子、脊椎動(dòng)物的IAf，基因，和逆轉(zhuǎn)錄型重復(fù)序列，如人的Alu因子及KpnⅠ因子等，提示正常的細(xì)胞中含有RNA所介導(dǎo)的DNA合成反應(yīng)，而這與逆轉(zhuǎn)錄病毒的核酸的復(fù)制行為一致。這些間接證據(jù)可部分解釋DNA病毒的起源，但要說(shuō)明RNA病毒的起源卻十分困難。 1999年第十一屆國(guó)際病毒學(xué)大會(huì)對(duì)病毒在基因水平上的起源及進(jìn)化提供了新的證據(jù):在一種古細(xì)菌(一種介于原核生物和真核生物之間的第三類生物)中發(fā)現(xiàn)了被稱之為 “反轉(zhuǎn)子”的遺傳單元，它是僅含一個(gè)基因并且能自我復(fù)制的一段核酸分子，具有重要的基因捕獲功能。其基因序列與宿主細(xì)胞等位基因高度同源，并且在密碼子的使用頻率上也有高度相似性，根據(jù)對(duì)這種古細(xì)菌的年代考證，估計(jì)反轉(zhuǎn)子在4億年前就已存在。隨著古細(xì)菌的進(jìn)化，反轉(zhuǎn)子從細(xì)菌基因庫(kù)中捕獲基因，擴(kuò)大自己的遺傳信息量，增加生物學(xué)功能，最原始的感染性病毒顆粒由此產(chǎn)生，原始病毒采取不同的復(fù)制策略，于是產(chǎn)生不同病毒的進(jìn)化。可見，生命的起源是從細(xì)菌開始的，細(xì)菌是病毒進(jìn)化的搖籃。其基本推測(cè)是:地球上最早出現(xiàn)的病毒可能是以RNA為基因組的逆轉(zhuǎn)錄病毒，然后發(fā)展成以DNA為基因組的逆轉(zhuǎn)錄病毒(乙肝病毒屬于此類)，最后出現(xiàn)的是DNA病毒，而RNA病毒則可能有其獨(dú)立的演化途徑。 以上三種病毒起源學(xué)說(shuō)及病毒演化的有關(guān)證據(jù)給人的啟示是，病毒起源是復(fù)雜和多元化的，不同病毒有著不同的起源，至少在DNA病毒和RNA病毒之間是如此，這方面的結(jié)論尚有待于更多研究資料的積累。