衛生與健康：如果所有的病毒都消失了
如果所有的病毒都消失了，世界將會大不相同。不一定會變得更好。但到底會發生什麼呢?
病毒的存在似乎只是為了給社會帶來災難，給人類帶來痛苦。在數千年的時間裏，病毒奪去了無數人的生命，佔全球很大一部分人口。1918年大流感導致5000至1億人死亡，到了20世紀，天花估計奪去了2億人的生命。當前的新冠病毒大流行只是一系列持續致命病毒攻擊中的其中一個。 如果可以選擇用魔法，揮動魔杖讓所有病毒消失，那麼很多人可以生存下來，尤其是現在。但這將是一個致命的錯誤——比任何病毒都要致命。 「如果所有的病毒都突然消失了，世界的美好將持續約一天半，然後我們都會死亡——這是底線，」威斯康辛-麥迪遜大學（University of Wisconsin-Madison）的流行病學家托尼·戈德堡（Tony Goldberg）說。「病毒在這個世界上的重要性遠超過其做過的壞事。」 絶大多數病毒對人類沒有治病性，許多病毒在支撐生態系統方面發揮著不可或缺的作用。另一些病毒可以維持生物有機體的健康，包括真菌、植物、昆蟲和人類等一切事物。墨西哥國立自治大學（National Autonomous University of Mexico）的病毒學家蘇珊·沙勒東（Susana Lopez Charreton）說：「我們生活在一個平衡中，一個完美的平衡」，而病毒就是其中一部分。「我認為沒有病毒人類就滅絶了。」 一些病毒維持真菌和植物的健康。 大多數人都沒有意識到病毒在支撐地球上許多生命方面所扮演的角色，因為我們往往只關注那些給人類帶來麻煩的病毒。幾乎所有的病毒學家都只研究病原體。直到最近，一些勇敢的研究人員才開始研究那些讓人類和地球生存下來的病毒，而不是殺死我們的病毒。 戈德堡說：「在一個小學校裏有一些科學家，他們試圖對病毒的世界提供一個公平和平衡的觀點，並證明有益類病毒存在。」 科學家可以肯定的是，如果沒有病毒，生命和我們所知道的地球將不復存在。即使人類想要消滅地球上的每一種病毒，也是不可能的。通過想象沒有病毒的世界會是什麼樣子，我們不僅可以更好地理解病毒對我們的生存是多麼重要，也可以更好地知道還有很多需要了解的東西。 如果沒有病毒，我們所知的地球將不復存在。 首先，研究人員不知道有多少病毒存在。數千的病毒已經被正式分類，但可能還有數百萬病毒未被分類。賓夕法尼亞州立大學（Penn State University）的病毒生態學家瑪麗蓮·羅斯辛克（Marilyn Roossinck）說：「人類只發現了一小部分病毒，因為人們沒有仔細觀察。對於科學一直是關於病原體的學科，是一種偏見。」 科學家也不知道病毒整體中有多少對人類有害。英國哥倫比亞大學（University of British Columbia）的環境病毒學家柯蒂斯·蘇特爾（Curtis Suttle）說：「如果從數字上看，統計接近於零。幾乎所有的病毒對我們所關心的東西都沒有致病性。」 生態系統的關鍵 我們知道，噬菌體，即感染細菌的病毒，是極其重要的。它們的名字來自希臘語「phagein」，意思是「吞噬」——確實吞噬了。「它們是細菌世界的主要捕食者，」戈德堡說。「如果沒有它們，人類就會陷入大麻煩。」 噬菌體是海洋中細菌種群的主要調節器，在地球上的其他生態系統中也可能如此。如果病毒突然消失，一些細菌種群可能會爆炸；其他細菌種群可能會在物種競爭中被擊敗，完全停止成長。 這在海洋中尤其成問題，因為海洋中90%以上的生物都是微生物。這些微生物產生了地球上大約一半的氧氣，這一過程是由病毒促成的。 在海洋中，90%的生物都是微生物。 這些病毒每天殺死20%的海洋微生物和50%的海洋細菌。通過淘汰微生物，病毒確保產氧浮游生物有足夠的營養進行高速率的光合作用，最終維持地球上的大部分生命。「如果沒有死亡，人類就沒有生命，因為生命完全依賴於物質的循環，」蘇特爾說。「病毒在物種循環方面非常重要。」 研究害蟲的研究人員還發現，病毒對種群控制至關重要。如果某一物種人口過剩，「一種病毒就會出現並消滅它們」，羅斯辛克說。「這是生態系統中非常自然的一部分」。這個被稱為「殺死贏家」的過程在許多其他物種中也很常見，包括人類——大流行病就是明證。蘇特爾說：「當種群數量非常豐富時，病毒傾向於快速複製並摧毀種群，為其他物種創造生存空間。」如果病毒突然消失，有競爭力的物種可能會在損害其他物種的情況下繁榮發展。 「我們會迅速失去地球上的許多生物多樣性，」蘇特爾說。「會有一些物種佔據上風，把其他物種都趕走。」 專家說，如果沒有病毒，我們將失去地球上的生物多樣性。 一些生物體也依賴病毒生存，或者在競爭中獲得優勢。例如，科學家質疑，在幫助奶牛和其他反芻動物將草中的纖維素轉化為可代謝的糖，並最終轉化為體重和牛奶的過程中，病毒發揮了重要作用。 研究人員同樣認為，病毒對於維持人和其他動物體內健康的微生物群落是不可或缺的。蘇特爾說：「這些事情還沒有被很好地理解，但是我們發現了越來越多的例子，表明這種病毒之間密切的相互作用是生態系統的重要組成部分，無論是人類的生態系統，還是環境。」 羅斯辛克和她的同事們已經發現了支持這一觀點的具體證據。在一項研究中，他們檢測了一種寄生在黃石國家公園特定草地上的真菌。他們發現，一種感染真菌的病毒使草變得對地熱土壤溫度具有耐受性。「當病毒、真菌和植物這三種物質都存在時，植物就可以在炎熱的土壤中生長，」羅斯辛克說。「光有真菌是做不到的。」 在黃石國家公園，一種特定的草由於病毒存在而具有更強的耐熱性。 在另一個案例研究中，羅斯辛克發現，一種通過墨西哥胡椒種子傳播的病毒可以使被感染的植物阻止蚜蟲。「蚜蟲更喜歡不攜帶病毒的植物，所以這絶對是有益的，」羅斯辛克說。 她和同事們還發現，植物和真菌通常會將病毒代代相傳。雖然他們還沒有確定大多數病毒的功能，但認為這些病毒一定是在以某種方式幫助它們的宿主。「否則，植物為什麼要抓住它們呢？」 羅斯辛克說。如果所有這些有益病毒都消失了，寄主它們的植物和其他生物體很可能會變得虛弱甚至死亡。 保護人類 某些良性病毒的感染甚至可以幫助人類抵禦某些病原體。 GB病毒C型是一種常見的人類血液病毒，是西尼羅河病毒和登革熱的非致病性遠親，它與HIV陽性人群的艾滋病延遲進展有關。科學家們還發現，GB病毒C型似乎可以降低感染埃博拉病毒的人的死亡率。 同樣，皰疹使老鼠不易受到某些細菌感染，包括黑死病和李斯特菌（一種常見的食物中毒）。讓人感染皰疹病毒、黑死病和李斯特菌來複製老鼠實驗是不道德的，但該研究的作者認為他們在嚙齒動物身上的發現可能適用於人類。 皰疹使老鼠更不容易受到某些細菌感染，很可能同樣適用人類。 這些科學家們寫道，雖然終生感染皰疹病毒「通常被認為只是致病性的」，但數據表明，皰疹實際上通過賦予免疫益處與宿主進入了一種「共生關係」。沒有病毒，我們和許多其他物種可能更容易死於其他疾病。 病毒也是治療某些疾病最有希望的藥物之一。噬菌體療法早在20世紀20年代的蘇聯就有大量的研究，它使用病毒來靶向細菌感染。現在這是一個快速發展的領域——不僅因為抗生素耐藥性的增加，還因為有能力微調治療來消滅特定的細菌種類，而不是像抗生素那樣不加選擇地消滅整個細菌種群。 蘇特爾說：「當抗生素不起作用時，相當一部分人的生命被病毒所拯救。」溶瘤病毒，即選擇性感染和摧毀癌細胞的病毒，也越來越多地作為一種毒性更小、更有效的癌症治療方法被探索。戈德堡說，無論是針對有害細菌還是癌細胞，治療性病毒的作用「就像微型制導導彈，進入並炸毀我們不想要的細胞」。「我們需要病毒來進行一系列的研究和技術開發，從而引領我們進入下一代療法。」 由於病毒不斷複製和變異，它們也擁有大量的基因創新，可以被其他生物吸收。病毒通過將自己插入宿主細胞並劫持它們的複製工具進行複製。如果這種情況發生在生殖系細胞（卵子和精子）中，病毒代碼可以傳遞給下一代，成為永久的結合。「所有能被病毒感染的生物體都有機會吸收病毒基因並利用它們的優勢，」戈德堡說。「將新的DNA插入基因組是進化的一種主要模式」。換句話說，病毒的消失將影響地球上所有生命的進化潛力，包括人類。 據估計，病毒成分佔人類基因組的8%，而哺乳動物基因組中通常散佈著大約10萬個源自病毒的殘餘基因。病毒代碼通常表現為惰性的DNA片段，但有時它會賦予新的、有用的，甚至是必要的功能。例如，在2018年，兩個研究團隊分別做出了驚人的發現。一種源自病毒的基因編碼了一種蛋白質，這種蛋白質通過在神經系統的細胞間傳遞信息，在長期記憶的形成中發揮關鍵作用。 古老的逆轉錄病毒是人類生育能力的來源。 然而，最驚人的例子與哺乳動物胎盤的進化和人類懷孕時基因表達的時間有關。有證據表明，人類之所以能活下來，是因為人類的遺傳密碼來自於1.3億年前感染人類祖先的古逆轉錄病毒。2018年這一發現的作者們在《公共科學圖書館·生物學》(PLOS Biology)雜誌上寫道：「令人震驚的是，如果不是逆轉錄病毒大流行折磨著我們進化的祖先，人類的懷孕將會非常不同，甚至可能不存在。」 專家認為，這種特徵在所有形式的多細胞生命中都存在。蘇特爾說：「很可能還有許多功能尚未所知。」 科學家們剛剛發現了病毒維持生命的方式，因為研究剛剛開始。但最終，我們對所有病毒（不僅僅是病原體）了解得越多，我們就能更好地駕馭某些病毒，並對可能導致下一次大流行的其他病毒形成防禦。 更重要的是，了解更多關於病毒多樣性的知識，有助於我們更深入地了解地球、生態系統和人體的運作方式。正如蘇特爾所說，「為了人類自己的利益，我們需要投入一些精力去弄明白。」 歡迎到 BBC Future閲讀英文原文。