這可能是一個與“生命從哪來”一樣迷人的問題。病毒是生命嗎？第一個病毒是如何誕生的？為什么會有這么多種病毒呢？今天我們就來認(rèn)識一個這個問題吧！

▲麻疹病毒結(jié)構(gòu)示意，內(nèi)含多種蛋白質(zhì)與核酸

電腦病毒真的是一種“病毒”

還記得幾年前的時候，電腦也是會“中毒”的，中的是“電腦病毒”。在早期的時候有很多病毒只是為了單純地將電腦搞壞，但是現(xiàn)在的病毒多是以竊取用戶信息為目的，所以一般稱呼為“木馬”了。

有趣的是，原先的名字深得“病毒”精髓，如果說當(dāng)初有人將它命名為“電腦細(xì)菌”可就沒這么傳神了，因為它們都是結(jié)構(gòu)簡單，沒有獨立功能的小東西。

▲大名鼎鼎的熊貓燒香病毒

所謂的“電腦病毒”其實就是一些小程序，電腦如果從外界獲得了這個程序文件并運行了一次（主動或被動），就算是“感染”了。這些小程序中包含的內(nèi)容大約可以概括為三部分——“復(fù)制”、“任務(wù)”、“傳播”

首先是復(fù)制，它們會自動將自身的文件備份并隱藏起來，用正常的方法既看不到也無法刪除它們。

其次是任務(wù)，早期的電腦病毒會做一些刪除用戶信息甚至是破壞電腦硬件的事，但現(xiàn)在的“木馬”主要是將用戶信息竊取并發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)另一端的黑客。

最后是傳播，這些程序會控制電腦的對外端口，以郵件或U盤等形式向外傳播自己的復(fù)制體，以期感染另一臺電腦。

▲信息安全的大敵——木馬

可以看到，“電腦病毒”是完全依賴電腦才能生效的，它并不是一個單獨的個體，但是卻可以實現(xiàn)很多現(xiàn)實中的操作。理論上來說，你甚至可以在“任務(wù)”中搭載核彈發(fā)射的程序（當(dāng)然大國的武器需要至少兩個人的實體操作，并不可能被黑客劫持）

▲核按鈕其實是一臺衛(wèi)星電話，最終還是需要人來操作

只為復(fù)制與傳播自己的DNA

現(xiàn)在我們要說說細(xì)胞了，非常有意思，它的工作過程其實非常像計算機(jī)，DNA中的信息通過轉(zhuǎn)錄與翻譯變成主要功能成分——蛋白質(zhì)。各種復(fù)雜蛋白質(zhì)的相互理化作用完成了細(xì)胞內(nèi)外能量與物質(zhì)的交換，表現(xiàn)為我們所知的生命活性。從DNA到蛋白質(zhì)的過程就像電腦中從硬盤中調(diào)取程序，翻譯成機(jī)器語言并執(zhí)行甚至操控機(jī)器。

▲RNA翻譯為蛋白質(zhì)與自動折疊

在這樣一個比喻中，DNA對應(yīng)程序，蛋白質(zhì)對應(yīng)機(jī)器操作。那么自然而然的，如果有一些小的DNA片段就像那些不懷好意的程序一樣，可以執(zhí)行一些與正常細(xì)胞活動無關(guān)，卻對復(fù)制與傳播自己非常有利的操作，會怎么樣？

沒錯，這些極小的，完全以細(xì)胞為宿主復(fù)制并傳播自己的，以DNA為核心并以蛋白質(zhì)外殼為主要傳播工具的小有機(jī)分子團(tuán)就是病毒（還有一部分是以RNA為核心的病毒，不過基本原理是一樣的）。

▲已經(jīng)包裝好的腺病毒，每一個小球就是一個氨基酸基團(tuán)

平均來說與3萬個病毒才與一個細(xì)菌的體積相當(dāng)，它們是如此的小，光學(xué)顯微鏡在病毒面前完全失效了，以至于在發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌70年后的1898年人類才發(fā)現(xiàn)了第一種病毒——煙草花葉病毒，而人類真正可以一窺病毒的真容要等到40年后的1938，電子顯微鏡問世后。

▲電子顯微鏡下的煙草花葉病毒（桿狀）

細(xì)菌雖然也很小（平均5萬個細(xì)菌才與一個人類肝臟細(xì)胞體積相當(dāng)），但它是一個完整的細(xì)胞，只要提供合適的環(huán)境就可以生存繁殖，但病毒如果沒有宿主則是一些完全沒有生物活性的有機(jī)分子團(tuán)而已。因此病毒被認(rèn)為是介于生物與非生物間的存在，也叫“無細(xì)胞結(jié)構(gòu)生命體”。

▲冠狀病毒電鏡照片，顏色是添加的，事實上病毒都是透明的

在病毒剛被發(fā)現(xiàn)時，有人認(rèn)為病毒這么小，很可能是世界上最早的生命形態(tài)。不過通過上面的比喻，我們知道沒有電腦當(dāng)然不會出現(xiàn)電腦病毒，所以地球上第一個生命一定擁有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。于是我們想知道，這世界上第一個病毒是從哪里來的呢？

▲這種玩具……意外地很像冠狀病毒

現(xiàn)在主流的觀點認(rèn)為：

第一個病毒源自細(xì)胞內(nèi)的DNA突變。

幾十億年前某個細(xì)菌的DNA片段發(fā)生了一次偶然地、極小概率地突變，擁有了將自己從DNA鏈條上剪下來單獨復(fù)制的能力。剪下來的DNA片段中可能會有一些合成蛋白質(zhì)相關(guān)的基因，再經(jīng)過某些偶然的突變后這些基因可以合成一些特殊的，有封閉空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)外殼。它的表面擁有一些特別的受體蛋白，可以牢牢粘在其它細(xì)菌的表面并通過離子通道打開進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的大門。

▲直到現(xiàn)在這種剪掉多余片段的基因依然在工作著

現(xiàn)在，可以自我復(fù)制的DNA片段在隨機(jī)的熱運動中“組裝”進(jìn)蛋白質(zhì)外殼，當(dāng)這個細(xì)菌死亡破裂后，這些小東西就會在環(huán)境中擴(kuò)散，與其它細(xì)菌接觸并將其中的DNA片段注入其內(nèi)部，復(fù)制自己的DNA與外殼，直到將受感染的細(xì)菌消耗竭盡死亡破裂，再向環(huán)境中釋放大量的復(fù)本。于是乎，一個復(fù)制與傳播的鏈條就完整了，這可能就是世界上第一個病毒誕生的故事。

▲噬菌體的感染過程

從38億年前出現(xiàn)細(xì)菌到20億年前出現(xiàn)真核生物，細(xì)菌獨占了地球18億年，所以可以想像這漫長的時間里也一定伴隨著病毒的身影。這些小東西現(xiàn)在依然活躍在地球上且非常豐富，數(shù)量超過了所有其它生命形式的總和，噬菌體——可能這個星球上最古老的病毒。

▲電鏡下的噬菌體（當(dāng)然它們也是透明的）

現(xiàn)在人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并命名了差不多5000種病毒，據(jù)估計世界上總共有數(shù)百萬種病毒。因為病毒可能于任意時間誕生在任意一種生命形式的細(xì)胞中，所以可以說每一刻可能都是某種病毒“創(chuàng)世紀(jì)”的一刻。突變是病毒誕生的源動力，只要生命還在進(jìn)化，就有可能出現(xiàn)全新的病毒。

▲噬菌體的入侵過程，細(xì)細(xì)的腿其實只擁有粘著作用

現(xiàn)在大家差不多有了一個大概的了解：病毒是細(xì)胞的衍生物，是各種BUG的集合體，是造反的DNA片段。它們誕生于隨機(jī)的突變中，脫離了細(xì)胞的正常生命流程，在自然選擇的壓力下成為了實踐復(fù)制與傳播，擁有生命特征的有機(jī)分子團(tuán)。

那為什么細(xì)胞會留下BUG存在的機(jī)會呢？這就是另一個故事了，感興趣的朋友可以閱讀我的歷史文章《如果這個世界真的是虛擬的，人為什么還會生病？》

我是酋知魚，一條東一錘子西一榔頭的科學(xué)作者，歡迎關(guān)注！