彭永清

 

海洋物种与病毒

说起病毒，人们总是习惯将之与疾病联系在一起。病毒虽然能夺走我们的生命，但它的存在也对人类有益。例如，病毒可以消退危害渔业生产的赤潮。最近的研究结果显示，病毒在保护海洋生物多样性方面起着关键作用。

在日本高知县，四名头戴草帽、身穿救生衣的学生乘小船来到海湾尽头，他们将一个类似挖掘机的小型器具慢慢放入海中，随后从海底打捞出散发着恶臭、黏糊糊的黑泥。领队的高知大学教授长崎庆三说，这些黑泥中含有许多病毒，虽然还不清楚里面具体含有哪些，但正是它们给人类带来了各种各样的好处。

在地形独特的高知县浦内湾，零散分布着为当地提供丰富海产品的真鲷和鰤鱼养殖场。但那里赤潮频发，令渔业从业者非常苦恼。

病毒对海洋生态系统的影响很大，浮游生物感染病毒后会引发赤潮。1988年，浦内湾发生赤潮，大量从未见过的浮游生物导致死亡的蛤蜊堆积如山，随后，这种“新型赤潮”迅速扩散至日本各地。就在同时，挪威某研究小组发表了关于海洋中存在数量庞大的病毒的论文，令世界海洋生物学者震惊。长崎认为，赤潮的发生是由于某些病毒将浮游生物当作了宿主，另外，他带领的研究小组还发现，赤潮的消退也与各种病毒有关。

学生们从海底打捞出淤泥，以研究引发赤潮的病毒。

高知县浦内湾的赤潮。赤潮海水（左）与普通海水（右）

引发赤潮的浮游生物细胞内增殖的病毒

大约十年前，日本正式提出用病毒来防止赤潮的设想。日本水产技术研究所称，目前已经在新潟县佐渡岛等海域进行实证实验。研究人员冷冻了赤潮时含有病毒的淤泥，将里面的有害细菌和藻类种子等杀死，只剩下病毒。当赤潮再次发生时，将这些冷冻的淤泥重新放入大海，里面的病毒可以杀死浮游生物，使赤潮更早消退。该研究所主任中山奈津子称，病毒只杀灭特定的赤潮浮游物，对其他浮游生物和水产生物无害。而且，病毒的繁殖能力非常强，用少量的淤泥就可以取得消退赤潮的效果。

但长崎教授说，用病毒来消退赤潮并没那幺简单。因为，在对赤潮的研究过程中，他发现“赤潮与病毒间有着更加复杂的机制”。虽然浮游生物感染病毒后几乎全部被杀灭，但总有极少部分幸存下来。而且，这些幸存下来的浮游生物即使感染病毒，也能继续繁殖，很快又会发展至能够引发赤潮的状态。

长崎认为，原本海里就有各种各样的浮游生物，它们各自的目标是大量繁殖，成为一方霸主。而在某种条件下胜出的浮游生物就会引发赤潮。但是，生态系统似乎不允许某一特定物种一直占据绝对优势，在病毒的作用下，浮游生物被分解后会作为营养成分留在原来的海域，维持着该海域物种的多样性。因此，病毒一方面可以杀灭浮游生物，另一方面又能使海洋变得丰饶。

病毒让考拉在危机中进化

作为澳大利亚象征的考拉正濒临灭绝。当地专家曾预测，在未来几十年内，考拉会因感染某种病毒而减少24%。然而研究人员更关注的是，病毒是否也能促进考拉进化。

2019年下半年至2020年初，澳大利亚全境遭遇森林火灾，数万只考拉被烧死。在当地一家野生动物康复中心，有些本就身体状况不佳的考拉在被送到那里后不久便死亡了。在对它们的尸体进行解剖后发现，死因是恶性肿瘤病毒转移到了消化器官。

2000年，可引发白血病和恶性淋巴瘤等癌症的逆转录病毒被确认为这些考拉的死因。生活在昆士兰州的考拉几乎都携带这种病毒。澳大利亚博物馆2014年发表的论文称，过去的15～28年间，在境内六家动物医院中，考拉因上述疾病死亡的比例占到了32%。病毒感染不仅会在考拉群中扩散，还会改变考拉的基因结构，并遗传给下一代，这种现象被称为逆转录病毒的内源性作用。这种病毒已经受到了全世界科学家们的关注。

可引发白血病和恶性淋巴瘤等癌症的逆转录病毒被认为是考拉数量锐减的原因，但这种病毒最终会导致考拉的灭绝还是进化，还需进一步考证。

至于这种病毒最终会导致考拉的灭绝还是进化，日本东海大学医学部讲师中川草说，按照目前的状况，尚不知道会朝哪个方向发展，但据2019年公布的研究结果，病毒的内源性作用可能会使考拉抗感染能力增强。

人类得益于病毒

哺乳类动物腹中的胎盘是养育后代不可或缺的器官。近年的研究称，这种鸟类和爬行类动物都不具备的重要器官，是由病毒从外部带来的基因制造出来的。说明病毒在动物进化史中起着非常重要的作用。

2003年，日本东京医科齿科大学教授石野史敏接到东海大学教授石野知子的电话时，难掩内心的激动。石野知子在电话中告诉他，在人类的全基因组测序中，已经确认有一种与病毒有关的基因序列具备制造胎盘的功能。与此同时，其他研究小组也报告了人类和灵长类动物都拥有具备制造胎盘功能病毒的基因。

病毒感染导致许多生物死亡，但生物也能利用它学会生存之术。

那幺，哺乳类动物是在何时有了胎盘呢？为了揭开这个谜团，石野教授等人以追溯进化史的方式对哺乳类动物的遗传基因作了研究。他们发现，与胎盘形成相关的遗传印记基因“PEG10”，与卵生的鸭嘴兽等单孔类哺乳动物的遗传基因不同，与从单孔类中分支出来、通过母体生育后代的有袋类动物和人类等有胎盘类哺乳动物的遗传基因有共同之处。这种基因序列可能是在恐龙尚未灭绝的约1.6亿年前，通过病毒从外部带入的。那时，哺乳类动物的祖先还像老鼠那样小。

内源性逆转录病毒在哺乳动物的胎盘进化中发挥了非常重要的作用。

在进化过程中，从外部带入的基因具有急剧改变生物性质的潜力。1990年启动的、试图揭开人类基因图谱的国际项目“人类基因组计划”于2003年宣告完成基因组测序工作。研究人员发现，人体中大约有8%的基因来自远古时期逆转录病毒的残留。那时，病毒首先感染了动物，其中的内源性逆转录病毒会将自己的基因组整合在动物的基因组中，动物又利用这些基因组合成了一些有利于自己进化的物质。

病毒感染导致许多生物死亡，但生物也能利用它学会生存之术。石野史敏说，为了适应多变的环境，生物也在经常变化，其中有一部分原动力就来自外部病毒进入到体内的基因。

[编译自日本《朝日新闻》]

编辑：侯寅