人类应该了解病毒的起源

病毒基因(核酸)运动的方式及场所与细胞完全一致，依赖细胞存在并进化，但病毒基因的运动独立于细胞基因组，自主出入细胞，在某种意义上说，是细胞基因运动的支流，这条基因的支流不仅在宿主细胞中进进出出，还可以跨物种传播，有如基因的使者，将自身的基因带入别的物种。物种进化的本质是基因的变化，病毒的入侵将造成物种细胞内基因急剧的变化，这种变化比细胞基因自身突变造成影响要快几十个时间数量级，这对物种演化的冲击是非常猛烈的。在物种进化的某个时期，也就是在物种的免疫系统出现之前，病毒对物种的入侵是无代价的，当病毒带入的基因对物种发展有利，这个物种就得到发展与快速进化，如不利的话，这个物种就消失了，因此在生命史的某个时期，病毒主宰了物种的兴亡，同时也对物种的发展作出了巨大的贡献。这种状态在物种的免疫系统逐渐发生后渐渐得到抑制，物种又回到基因自身突变的机制中缓慢渐进的进化。生物史中物种大爆发的事件发生在寒武纪，因此推测病毒大量出现的年代在寒武纪前夕。本人在“病毒是寒武纪物种大爆发的重要参与者”一文中为这个古生物史中的重大事件作了较为可能的解释，为达尔文主义的完善而尽力。

三种病毒起源假说：

第一种假说认为病毒是地球上生物进化过程中最为原始的生命物质，它产生于化学进化之后，暗示病毒是从无生命到有生命的过渡型物质，其位置处于化学大分子和原始细胞之间。地球生命演化的过程表现为：无机物→有机物→化学大分子→病毒→原核生物 →真核生物。了解生命的起源后，这种仅从结构的复杂性来推断的假说因无分子生物学基础与进化上的证据被彻底否定了。因此仅剩起源于宿主细胞内独立游离核酸成分的内源性学说，以及细胞退化沦落为寄生物种的外源性学说。明确病毒源自于细胞有及其重要的理论与实践意义，因为我们可以明确病毒是借助细胞酶生化体系制造的，病毒结构的所有组分与细胞同源，不可能出现超越细胞酶生化体系合成能力的物质类型与形式。人们不需要脱离细胞的结构与功能独立地去探索与研究病毒，或妄图去发现一种新的结构或形式病毒来危及人类的生存了。

内源性学说：

从生命的起源与物种的进化分析生命的本质是核酸的运动，细胞基因组核酸的信息与功能基本保证了细胞物种的稳定与延续。从混沌世界走来的细胞内基因物质并不是很纯而完全听统一“指挥的”，长伴有一些随机的游离独立的核酸，有自我的复制子调节复制功能与周期，不受控于细胞的生命周期，但其存在也不影响细胞的生命活动与周期，是细胞非必须的附属品。最典型的例子就是质粒，质粒可随时脱离细胞，并在细胞间传递，这与病毒是相似的。线粒体也有独立的复制子，可自我调节复制功能，但线粒体是细胞代谢所必须的。后来发现的转座子和进十年来发现的逆转录转座子更是为病毒的起源及进化提供了基因水平上的证据，“转座子”是指一些细胞基因内一段能自我复制核酸，它可以捕获基因转移位置，复制型转座子可以增加拷贝数，一些大的转座子不仅可以转移本身而且可以将供体DNA从一个细菌转移到另一个细菌，其特性与活动周期与病毒已经没有区别了。

经过考证，初步估计“逆转录转座子”在4亿年前就存在了。在古细菌进化的过程中，逆转录转座子从细菌基因中捕获基因，扩大自身的遗传信息量和生物学功能，最原始的感染性病毒颗粒由此产生。由此病毒的起源是从细胞开始的，据此推测：地球上最早出现的病毒可能是以RNA为基因组的逆转录病毒，然后再发展成以DNA为基因组的病毒。因此内源性学说指明病毒来自细胞中可独立于细胞基因组的游离核酸，因某种因素从细胞脱离出来进而演变为病毒。

外源性(退化性)起源学说。

病毒是细胞的退行性生命物质，即细胞在生存过程中因种种内外因素可能会丢失部分基因，或分裂成含有部分基因的碎片，这部分基因丧失了独立的自我繁殖能力，只能在重新进入细胞中找到相应的位置才能具有活力，沦落为寄生状态，久而久之便退化为病毒。这种生命形式让我们想到了立克茨体和衣原体，它们比细胞小，不能独立生存，只是在细胞内寄生。在细胞内，这类寄生物可以在不影响其生存的情况下逐渐丢失部分基因及其相应的生物学功能。只需保留可进行自主复制的复制子或DNA复制原点以及能与宿主生物合成及复制系统相互作用的顺式和反式功能，最终发展产生一种专性细胞内寄生的病毒或质粒。因此退行性学说的病毒形成过程为：细胞→类似立克茨体类的生物→类似衣原体类的生物→病毒。

这个假说最不利的情况是细胞与病毒结构与大小的差异太大，缺乏中间过渡的寄生的小型微生物的实证依据。1998年法国地中海大学Bernard La Scola发现了一种巨型病毒，2004年他测定了巨型病毒的全部基因序列，发现其含有118万个碱基对，组成911个基因。(一般的病毒只有3至100 个基因)，相比之下艾滋病毒只有9749个碱基，组成9个基因，而丁型肝炎病毒只有一个基因。更奇怪的是，巨型病毒基因组中竟然含有很多新陈代谢所必需的基因，以及负责DNA修复和蛋白质折叠等复杂功能的基因。一个不能独立存在的病毒为什么含有这么多看似不必要的而细胞才拥有的基因呢?这里面产生了一个问题，巨型病毒是简单病毒发展而来的高级病毒，还是刚刚从细胞退化而来的尚未进化的新病毒。甚至有人惊乎其可能为细胞的前体，当然这种形式上的推理并没有很多人认同，很难想象离开细胞这么多基因能在一起合作并经历长时间的进化。其只能是某种细胞因故丢失了某些必需基因而沦为寄生状态的新病毒，这种长400纳米左右体积奇大的个体是不宜适应细胞内寄生的，随着进化巨型病毒将不断丢失不必要的基因而净身，保留病毒特有的基因而成为传统意义上的病毒。在细胞生存条件忽然恶化的自然环境骤变时期很容易发生这种生命的特殊结构，因为以无生命状态存在的病毒样结构更易在恶劣的自然环境下持续与保留。

病毒对细胞的影响

病毒起源是复杂和多元化的，不同病毒有着不同的起源，有一点目前是有基本的共识的，那就是病毒是一个可动遗传单元，在相应的条件下进行细胞之间的定位传递。但对于某一物种的细胞来说，病毒的来源可分为两类，内源性的与外源性的，细胞对于内源性的基因功能一般耐受的，有时病毒数量成为细胞系统的负担或病毒基因掺入使细胞必须基因失活可造成宿主细胞的损伤，但如病毒基因的掺入导致细胞发生选择优势可使宿主细胞优先生存。掺入的基因源自细胞基因组，相当于基因的重复，可因突变而与原基因发生差异，这种差异是以每100万年约1%的速率累积，可以逐步演变产生不同的基因，相当于物种的自我进化。而外源性的病毒的入侵对细胞的意义就重大了，因为这意味着新基因及其新的生物学功能的加入，这种新基因增加的速率比细胞自我进化快几十个数量级，如新基因及其功能对宿主细胞生存有害则细胞消亡，如有利则宿主细胞获得重大的发展与进化，相当多的DNA病毒的 DNA能全部或部分结合到它们所寄生的细胞的染色体上，从而成为细胞的一部分，这正好是细胞核酸外逸的逆过程。使宿主细胞在很短的时间内获得新基因而发生大跨度的进化。