《病毒圈》閱讀筆記:病毒一直在你我身邊

自然科普閱讀筆記

在人類的歷史中,一直有重大的傳染病發生,不只是由細菌感染造成,還有比細菌更小的病毒感染而傳播。病毒傳染病一直不斷地發生,像是2002年的嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒(SARS-CoV)、2013年爆發的伊波拉病毒(Ebola virus)、2019年末爆發的新型冠狀病毒(COVID-19)。我們總是聽到病毒對於我們的危害,為什麼會出現病毒呢?病毒到底在生態系中扮演著什麼角色?本書除了帶我們認識許多常見的病毒外,也帶領我們了解病毒對於物種演化與生態中是扮演著重要角色。

《 病毒圈》作者法蘭克.萊恩 (Frank Ryan)致力於研究演化學理論,書中常提到共生的理論,讓我們了解到病毒其實是與我們相互合作的關係。書中有一觀點:病毒與宿主是共同演化上的親密關係,讓人十分意外。大多數人應該都是以醫學的角度來看,病毒是如何感染宿主而傳播,病毒的致病機制等。但我們很少從演化學的角度來看待,病毒與宿主之間的共生關係,對於宿主演化的作用是什麼?

書中有介紹到很多我們常聽到的病毒,像是水痘病毒、狂犬病毒、茲卡病毒、伊波拉病毒、天花病毒、肝炎病毒、日本腦炎病毒、人類免疫缺乏病毒、人類乳突病毒、德國麻疹病毒等,詳細介紹各個病毒的特徵以及感染症狀,以及牠們的歷史事件。

病毒是什麼?

我們先了解病毒這小小的有機體。病毒具有 RNA 或 DNA 的遺傳物質,牠們無法以普通的光學顯微鏡觀察,須用電子顯微鏡才能觀察到牠們的樣子,在電子顯微鏡下,牠們成球型,但其實是由二十個正三角形組成的二十面體,而這二十面體就是病毒的殼體(capsid),當然還有其他各異形態的病毒。病毒介於生物與無生物之間,需要藉助宿主的遺傳與生化機制進行自我複製,在體外就不具備任何生物的活動。對於病毒是否為生物,以及對於病毒的分類,現在仍具有爭議,而且我們對於病毒其實還沒有十分了解,也不知道其起源。

歷史上由病毒引起的重大疾病

歷史上有如世界末日的傳染病:黑死病和天花。黑死病是由鼠疫桿菌感染而造成,而天花則是由天花病毒(variola virus)所引起。人類是天花的唯一宿主,天花病毒極具傳染力,能藉由傳染性最高的飛沫吸入傳播,還能藉由皮膚上的皮疹接觸傳染,甚至受汙染的生活衣物都能傳染。世界衛生組織(WHO)透過根除天花計畫,1980年正式宣佈天花以從地球根除,目前只有兩處最高安全等級的實驗室有保存天花病毒樣品:美國亞特蘭大的美國疾病防治中心(CDC)和俄羅斯國家病毒學與生物科技研究中心(Vector)。

病毒是生態系的重要組成,也是物種共生和演化的重要驅動力

書中講到一種寄生蜂會注射卵於毛蟲身上,但不單是注射進入毛蟲體內這麼簡單,因為注射進入毛蟲體內的卵會受到宿主的免疫系統攻擊,而無法倖存。但跟著卵進入毛蟲體內的,還有一種多去氧核糖核酸病毒(polydnaviruses),病毒能阻止毛寵的免疫系統,還防止毛蟲變態為成蟲,使其維持毛蟲階段成為黃蜂的育嬰室。這種侵略性共生關係,讓人不經驚嘆,大自然複雜的宿主—病毒的共生關係。

我們應該難以想像在海洋與土壤中有著大量的病毒存在著,當然你可能會害怕這些病毒是否會對我們造成危害。我們不用感到害怕,這些病毒大多過噬菌體病毒(bacteriophage),迄今為止對人無害。噬菌體病毒在維護大自然生態平衡是不可缺少的幕後推手。透過噬菌體病毒感染生態中的細菌、古菌,藉由溶裂循環殺死並釋放牠們儲存的營養元素,回歸到食物鏈中,維持自然生態的平衡,也防止了微生物的大量繁殖。

我們身處病毒圈,只是我們鮮少關注

近期除了人體腸道菌的研究越來越多,已經了解各種腸道菌在腸道內扮演的作用,同時也發現了腸內有著許多病毒的存在,這些病毒對於我們應該是不可或缺的存在,至於是有著什麼作用,對人體腸道菌的調控有什麼影響,或許是我們值得研究的方向。

從這本書中,我了解到在地球上只要有生命的地方就會有病毒存在,牠們不只是危害的存在,也能與物種共生和促進物種演化的驅動力。我們一直以來都太少關注於病毒存在的重要性,隨著演化學、遺傳學、基因體學等研究領域的發展,我們能夠更加了解病毒是生態圈中重要的一份子。

病毒就在生活周遭,只是隨著人類對自然的開發,介入到其他生態中病毒—宿主之間的共生關係中,我們獵捕野生動物,入侵並破壞生態環境,使得這些病毒脫離到原本生態系統中,進入到我們人類體內,原本對人體無傳染力的病毒,演化成具有極強傳染力的傳染病。突然間爆發的猴痘疫情就是其中一個例子,我們得更加嚴正已待地關注病毒在於生態圈中的共生與演化關係。

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