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病毒也有免疫力吗?

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十九世纪末,荷兰的茶叶种植园出现了状况,原本茁壮成长的烟草不知道患上了什么怪病,叶子出现黄绿相间花斑,并且扭曲变形,烟草生长缓慢大量减产 。整个烟草行业大受打击,烟草种植者们苦不堪言,只能向农业学家求助 。德国农业化学家阿道夫·迈耶(Adolph Mayer)接下了这个重担 。他先是仔细考察了种植园中温度、阳光和土壤的状况,但并没有发现什么异常的地方 。
接下来,聪明的阿道夫设计了一个实验,他把生病植株的叶片捣碎,把汁液接种到健康植株的叶片上,而这些健康的植株没过多久,也患上了同样的疾病 。于是,他确定了这种疾病具有传染性,并把它命名为烟草花叶病 。不过,他还是没有搞清楚烟草花叶病的真正病因 。大约在1898年前后,另一个荷兰微生物学家马丁努斯·贝杰林克(Martinus Beijerinck)继续了烟草花叶病的研究,因为他从事烟草种植业的父亲因为这个病而破产 。
通过前人的研究和自己的发现,贝杰林克认为导致烟草生病的东西是一种比细菌还要小的未知物质 。他选择一种陶瓷滤片来过滤生病植物叶片的汁液,并将过滤后的汁液接种到健康的植株上,这些烟草毫不意外的生病了 。贝杰林克在被传染的烟草上重复了试验,结论是这些被感染的烟草还能继续感染其他健康的植株 。在那个科学技术没有蓬勃发展的年代,贝杰林克当然没有办法搞清楚这些比细菌还要小的东西到底是什么 。
不过他还是给这些他称之为:"不是动物,不是植物,不是真菌,也不是细菌"的东西起了个名字:病毒(virus) 。今天我们对微生物的了解已经深入许多,它们的"长相"和"身材"也都备了案 。细菌的形状多种多样,大小一般在0.5微米到5微米之间,1微米是一米的一百万分之一,而人的头发大约是50-90微米 。而典型的病毒多为球形,直径只有20-30纳米,也就是0.02-0.03微米,远小于细菌 。
贝杰林克所使用特制的陶瓷片作为滤器,这种陶瓷片里的孔径很小,据估计应该在0.2-0.4微米 。所以病毒不会被陶瓷片过滤掉,所以在相当长一段时间里,病毒也被称为滤过性病毒 。随着对病毒越来越深刻的了解,科学家发个头小并不是病毒最主要的特征 。实际上,与细菌等其他微生物相比,病毒最不一样的地方在于它们不能够独立地完成"生命"周期,也就是说独立的病毒其实不具备生命的特性 。
所以病毒算不上是严格意义上的生命,它们只能寄生在宿主细胞内 。病毒的基因组仅含有一种核酸,要么是RNA,要么是DNA 。病毒的基因组所编码的蛋白质种类也非常有限,一般也十几种,主要包括组成病毒颗粒的蛋白和负责病毒基因复制的蛋白,而蛋白质翻译和物质能量代谢等过程都需要借助宿主细胞来完成 。所以病毒没有办法独立生活,但是独立的病毒也有"死和活"的概念,只有结构完整的病毒颗粒才具有感染宿主细胞的能力 。
相比病毒而言,细胞体积要大得多,成分和结构也更为复杂 。后者同时含有DNA和RNA两种核酸,基因组编码信息量大,能够自主进行物质能量代谢和蛋白质合成,而且具有增殖的能力或潜力 。所以,所有真核细胞和原核细胞,无论是单细胞的还是多细胞的,都和病毒划清了界限 。科学家往往通过上述特征,来区分病毒和细胞生命体(但关于病毒到底是不是生命,科学家们也没有达成共识) 。
做了这么多铺垫,现在回到我们的主题上面来,研究者所谓的病毒免疫系统是什么东西呢?类似于人体的免疫系统,它其实就是病毒来抵抗其他病毒感染自己的一套防御系统 。什么?!病毒还能感染病毒!是的,你没有看错,科学家们确实找到了一种能够感染病毒的病毒,但是被感染的这个病毒却不是普通的病毒,它叫米米病毒(Mimivirus) 。

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