科學講堂:病毒數量多過天上繁星
不需多說,各位應該都會認同,病毒是現在一個很熱門的話題。其實早在20世紀初期,我們已經發現了不少病毒。在這一百多年之中,與病毒有關的知識自然累積得愈來愈多。今次就和大家討論一下現在我們對病毒的了解。
放寬發現要求 十年內增4.5倍
一些科學家估計,病毒在大自然中的數量龐大:單是在海洋中生活的病毒,可能就比宇宙中的星星還要多上100億倍。至於病毒的種類,根據國際病毒分類委員會的記錄,有名稱的病毒現在共有大約九千種。不過病毒種類的增長,在近年特別顯著:在2010年病毒大約只有二千餘種;與現在的九千種相比,短短十年之內就增加了大約4.5倍。
這樣急速的升幅,除了與近年科技的進步有關以外,還因為我們改變了發現新病毒的要求:過往要證明一種新的病毒被發現,科學家們需要成功培育出這種病毒和它的寄主(病毒需要利用寄主的細胞才能複製自己、「繁殖」下去);及至2017年這樣的要求被放寬,我們只需找到新病毒的基因組就可以了。
不同種類的病毒之間的差別也可以很大。比如說一些病毒可以是球體形狀,簡單得只有兩三段基因;也有一些巨型病毒可以比細菌還要大,動輒帶有幾百段基因。另有一些病毒的外貌看似一艘登月火箭;而近期「火紅」的冠狀病毒看來像帶刺的球體,又是另一種風格。病毒的組成物料也不一定完全相同:一些病毒可以是由傳統的DNA所組成的,但亦有另一些病毒竟然會含有全新的、在其他生物身上找不到的基因材料。
可能沒共通「祖先」 或是細胞簡化版
病毒之間如此大的差異,自然值得確立一個分類的系統。一直以來,國際病毒分類委員會都有對病毒作出較基礎的分類:比如說根據它們的形狀、組成的物料(DNA或是RNA)等。到了2018年,國際病毒分類委員會開始將病毒進行更高階的分類:以人類為比喻例子,這個情況就好像除了確立「靈長類」之外,我們還開始將更多的生物歸納進「脊椎動物」,甚至「動物王國」的行列。在最高階的分類級別之中,核糖病毒域(Riboviria)包含了由RNA組成的病毒,是現時病毒種類最多的「組別」,共有病毒三千八百多種。
在將病毒分類的同時,不少科學家都指出,病毒如此的多樣化,可能代表病毒並沒有一個共通的「祖先」,反而是在多個不同的時間進入生命演化的歷史之中。病毒出現的理論,現在也有多個建議:有些科學家認為,病毒可能比細胞生物還要早出現,從一開始就是一個獨立的存在。也有研究人員認為,病毒可能是細胞的簡化版,由捨棄細胞不必要的功能而來的。亦有人認為病毒的「祖先」其實是從細胞偷取基因,再逐漸發展成現在病毒的模樣。
科學家們亦估算過,地球上所有病毒加起來的重量,可能等同於七千五百萬條藍鯨。如此龐大的重量,實在舉足輕重。病毒亦存在於不同的生態環境之中,所以它們對各種生物的影響,也是不容忽視。如此重要的生命形式,實在值得我們多加了解。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目,一直致力推動科學教育與科普工作,近年開始關注電腦發展對社會的影響。