【任圃講科普】病毒是生物嗎？

大家好，我是艦長 蔡任圃，我們今天 這一集跟大家討論一下，病毒，那 病毒到底是不是生命？這個問題其實在 我們生物教學上，是一個很麻煩的問題 因為病毒它….現在很多科學家認為 它不是生物，但是我們生物學卻要教它 所以學生就會說，既然它不是生物 你們生物老師幹嘛教病毒 因為病毒好像有一些生命的現象 它可以演化，好像有一些遺傳訊息 所以我們今天來討論一下 在科學界的討論中 病毒到底算不算是生命呢？ 它算不算是生物的一種呢？ 在早期的觀點，一直認為病毒是位於 生命的世界與非生物世界之間的 溝通的橋樑，就是那個缺失的連結 很多的生物老師也是這樣說的，甚至有的 老師會覺得說，這個病毒身上 含有很多基因，很多的基因，這個 基因，很多是從它過去的寄主拿到的 所以它是一個具有寄生性質的分子 所以具有分子寄生性質的一個物質 另外，我們最近也發現有些病毒 它的基因組非常的大 這個病毒裡面竟然還有很多複雜 的基因，基於上面這些理由 有些科學家認為，病毒是位於生命跟 非生物之間的橋梁，它可以收集很多 不同的重要的基因，同時 有些病毒的基因真的非常非常多 依據這些理由 認為病毒應該是屬於生命吧，因為它 具有演化的性質，這樣子 那我們可以從早期對於病毒的觀點 來開始追起，最早的科學家是如何判斷 病毒是不是生物的？要追到1929年 穆勒當時就發現說，最早的生物體有可能 是一個原始的基因片段，因為你必須要 有基因，才有辦法儲存遺傳訊息 所以當時穆勒就提出一個理論 他認為所謂的生命，就是 必須要有原始基因的樣子，而病毒它 最重要的就是它的DNA或RNA的序列 所以它就是原始基因的功能類似物 類似最早的生命體，只有基因這樣的 狀態，而且他也認為病毒可以複製這些 所謂的基因，這些所謂的遺傳訊息 所以當時穆勒認為病毒它具有遺傳訊息 又可以複製自己的遺傳訊息，它應該就是 生物了吧，這樣的理論出來之後 就代表穆勒他相信，你只要有遺傳物質 就可以是生物 這個理論就叫遺傳物質優先 或叫核中心論，細胞核內的遺傳物質 才是生命最重要的基石 這個觀點，那跟這個理論相反的理論 叫做新陳代謝優先，或細胞質論 指的是，遺傳訊息不重要 而是你有代謝能力，可以組裝成 自己的身體，把大分子分解成小分子 小分子合成大分子 你有代謝能力，才是生命的特徵 所以有人認為是遺傳訊息重要 有些人認為是代謝比較重要，那就會 變成兩個學說、兩個學派在辯論的 那到了…同一年的晚期，1929年霍爾丹 霍爾丹其實很有名，他提出了有機演化 理論，在討論最早的生命怎麼起源的 可是這個霍爾丹，他在1929年寫了 一本論文，叫做生命的起源，這個論文非常 非常的有名，裡面就有提到病毒 它可以在生命起源中是很重要的 他的那個理論推演是這樣子的，他的 說法是，世界上最小的生物體，可能就 是病毒，病毒非常非常的小，非常小的生物 通常是第一個演化出來的，因為生命它 一開始是很簡單，越來越大 所以病毒最小 而最早的生物是最小的 所以加起來就是，病毒就是第一個 生物，用這樣的邏輯推論，就提出 病毒應該是最早演化出來的生物 這樣的理論，這樣的 這個理論，在這個非常著名的論文中 就不斷的擴散 所以很多科學家讀了這個論文 就深植人心 就一直認為，病毒應該是最早的 生命體，然後病毒必須演化出來之後 再隔幾百萬年，才慢慢演化出細胞 這樣的理論當然，這個理論 現在已經不成立了，已經被推翻了 那其實是霍爾丹本人，後來也改變了 主意，他後來聽了奧帕林的想法，奧帕林 跟霍爾丹，共同提出有機演化，最早生命起源 的那個理論的科學家們 那奧帕林他認為，不是不是不是 病毒的起源跟生命的起源沒有關係 最重要的生命，必須要等細胞形成之後 才會真正變成可以代謝、有遺傳物質的 生命體 後來霍爾丹也認同這樣的說法 所以他自己也推翻之前的論點，可是他 之前的論文，因為太有名了 所以非常非常多的科學家已經把這個 概念放在他的心裡面，所以還是很多人 認為病毒就是最早的生物，即使當年 最早提出這個說法的霍爾丹 已經不相信了 所以最早的觀點，仍然有影響力的 所以還是很多人認為病毒是具有生命體的 那後來到了1944年 我們科學家慢慢發現 我們的遺傳密碼 是位於DNA上面，DNA編碼的遺傳訊息 所以這時候就認為訊息很重要，因為 這時候DNA的遺傳訊息變得很火紅 大家都覺得這很重要 所以幾乎就否決掉所謂的代謝理論 大家都認為遺傳物質是關鍵 生命的定義就導向為，你能夠有遺傳訊息 可以往下傳遞，而傳遞的 過程又有演化的轉變，這就是生命的 定義，就是生命的定義，變成遺傳訊息 的存在以及傳遞 那就變成DNA的中心論，而恰好病毒最重要的 就是它的DNA或RNA的訊息 所以我們科學家這麼認為，就是有些 科學家這麼認為，有個生物它具有遺傳 訊息，它可以演化 那它就是活的生物 所以那時候就認為以DNA、細胞核 為中心的生命起源，就變成是以病毒為 起源了，因為病毒最重要的，就是它 的遺傳訊息，如果沒有這些遺傳訊息 病毒就什麼都不是了 那這麼多的爭論，一直到了2000年 國際病毒分類學會 國際病毒分類委員會，正式提出 它們的宣告，就是，病毒並不是生物 而且大部分的病毒學家是支持 這個說法，可是非病毒領域的科學家，其實 沒有聽到這個宣稱，可能也依據自己 過去的經驗，跟自己過去讀的資料 有些人還是認為病毒是生物體 那我們來討論一下 這方面的討論要怎麼辦呢？那我們 發現科學家會針對這個問題做討論 它們認為，最近開始有一些科學家開始 復興一個新的理論，就是…復興舊的理論 他們慢慢覺得，病毒有可能是生命 這個理論怎麼之前被宣稱病毒 不是生物，為什麼後來又復興起來了？ 因為科學家發現一些例子，這個例子 就是演化關係很遠的不同生物 感染這些生物的病毒，竟然有類似 的結構，這邊舉的例子就是，攻擊感染 真細菌的病毒，就是噬菌體，以及 感染嗜鹽古生菌的病毒，也是噬菌體 這兩種細菌，一個是真細菌 一個是古細菌，在演化關係上很遠 結果也感染這兩個不同關係的、 不同種類的細菌的病毒，就是病原體 竟然有空間上、結構上相似的結構 所以它們認為，應該有共同祖先 然後各自去感染不同的寄主 然後演化成這樣子的不同.. 不同的病毒，卻有類似的結構 有點像我們有共同的祖先演化出來的 同源構造，所以認為，病毒會演化啊 第2個，他們發現不同的病毒 它的外面有蛋白質外殼 這些蛋白質的殼粒蛋白 它們的三度空間結構的折疊方式 很像，所以他們就用這個 方法提出這個理論，所以病毒的演化 甚至比三域說還早，就是古細菌、真細菌 跟真核生物還沒演化出來之前 病毒就存在了，所以它們病毒才會有 這麼廣泛的、類似的，一個三度空間結構 然後在2003年，發現一個超級大 的病毒，它叫巨型的mimivirus 這個病毒超級大的 它的基因組1.2 Mbp，1.2百萬這麼大 上面的基因座也非常非常多 所以你看 一個病毒竟然還有這麼多的基因 它真的有機會就變成像細胞生物一般 經由這3個不同的事實，被提出來 有些科學家認為，病毒真的有可能是生命 可是事實上，有更多的科學家 來做反駁 比如說，病毒為什麼不是生命呢？ 如果你把生命的定義把它定義為… 生命可以自我複製 生命可以自我維持，我們會發現 其實病毒是沒有這個能力的 病毒沒有辦法自己組織或自己維持 因為它必須要靠它的寄主 那我看了這篇文章 它用一個比喻，它說就像電腦 病毒一般，電腦病毒呢 它可以自己做複製，甚至有時候 會發生變化，有些碼被改變了 它可以產生變異 然後在防毒軟體的天擇之下 可以做一些不同的篩選，而產生傳播 能力或傷害能力，越來越強大 的病毒，那你會說電腦病毒是生命嗎？ 好像不是吧，所以如果電腦病毒 這樣的模式 它可以自我繁殖，它可以做變異 它可以做天擇，它都不是生命了 那病毒為什麼可以叫生命呢？ 用這個角度來反駁，病毒並不是生命 甚至是進一步的討論說，病毒呢 它其實根本不會複製，也不會演化 你看到病毒會複製，或病毒會改變 都不是它自己造成的 而是細胞造成的，所以事實上，你看到 的病毒改變，是細胞幫助它改變的 就算病毒具有一些酵素基因 它也需要細胞來幫忙 所以病毒無法單獨的作用的，所以 這個文章的作者就提出一個口號 沒有細胞，就沒有病毒演化 所以病毒必須靠細胞 所以一旦沒有細胞 病毒就什麼都不是了，那他用一個比喻說 人類有發明出一些技術 比如說我們會造車、造飛機 這些技術並不是自己演化出來的 而是被人創造出來的，人類演化出來的 所以病毒並不是被創造出來的 病毒是被細胞創造出來的 並不是自我複製出來的 所以就跟人類的技術一般 人類的技術並不是自己演化出來的 是人的演化過程 所產生的產物那，病毒也是 病毒的產生過程，是細胞演化 過程所產生的產物，所以病毒 並不能當作像細胞一般的生命 這是我看到的一些文章，做這方面的辯證 甚至這些文章用一些表格做整理 比如說，你有沒有遺傳訊息？都有 病毒跟細胞都有，那你能自我維持？ 病毒是不行的，能不能自我複製？ 病毒是不行的，那你的演化必須得靠 細胞，自己沒有辦法演化，然後有沒有 共同祖先？病毒沒有，下面有一大堆 有沒有所謂的結構上面的一致性 這個我們等一下會提到，也沒有 下面有很多，你的代謝過程都得 靠其它的細胞生物來幫忙，病毒都沒有 辦法產生這些代謝過程 好，那就有人說，病毒是寄生的狀態 你說它沒有辦法自我繁衍 可是有些細菌，也是絕對的寄生 也是一輩子是寄生狀態啊，好 那科學家這樣子的回應 如果你是一隻細菌，是絕對寄生的話 你是因為你的代謝過程 有些基因缺失了，如果我給你適當的 複雜的培養基，來補充你 不夠的營養素，或是缺乏的營養素 依然可以生長 所以絕對寄生的生物，可以透過一些 比較複雜的培養基，仍然可以維持 可是病毒完全不行，第2個重點 在下面，為什麼絕對寄生的細菌會 這麼的原始呢？ 那是因為它 要進行寄生啊 我在寄生過程當中，產生的退化性演化 也就是所謂的絕對寄生的細菌 它的祖先，其實這些基因都在 只是演化過程，它缺失，它丟掉了 所以它本來是有的 後來不要了，可是病毒沒有這樣子 病毒一開始就沒有這些基因 它甚至會從別人身上拿到基因 它並不是原來是完整的、 完美的基因組，後來慢慢缺失掉 它不是的 所以絕對寄生的細菌，不能把它當作 是像病毒這樣的觀點來做詮釋 它是不一樣的概念 一個是原來是完整，後來退化 一個是從頭到尾都不完整的病毒 這是絕對寄生細菌作為例子 以上這些資料，這些辯證，其實就是 幫助我們來思考跟討論，病毒為什麼被 科學家歸類為不是生物的理由？