超級大病毒

病毒不是嚴格意義上的生命，它沒有自己的蛋白質翻譯和能量代謝等系統，只能寄生在細胞內，利用宿主的一系列因子來進行複製擴增，產生新的病毒粒子。病毒很小，典型的病毒大小在0.02微米～0.2微米間，無法用普通光學顯微鏡看到，而且非常簡單，一般由一種類型的核酸（DNA或RNA）組成的基因組和蛋白質外殼構成，有些病毒還含有脂質和蛋白質組成的包膜。病毒自己編碼的蛋白質的功能較為單一，一般僅包括構成病毒顆粒的結構蛋白以及負責病毒基因組複製和病毒顆粒組裝的非結構蛋白。還有一種病毒僅含有蛋白質而沒有核酸，所以它被稱為朊病毒或蛋白質病毒。不過，它該不該被划到病毒里，還有爭議。

具有生命特徵的細胞體積大，成分和結構複雜，具有蛋白質合成系統，含有DNA和RNA兩種核酸，可以自主進行物質和能量代謝，具有增殖的能力或潛力。所以，無論是單細胞還是多細胞生物，所有的動植物、原核生物（細菌）、原生生物和真菌都和病毒劃清了界限。科學家一般通過上述特徵區分病毒和細胞生命體，但是，他們卻不斷地遇到麻煩。

首先來找麻煩的是醫療廣告中常說的「衣原體」。它的體積比典型的細菌小很多，寄生於活細胞中，一度被認為是一種病毒。但是後來，科學家發現，衣原體雖然需要宿主細胞提供能量，但其同時含有DNA和RNA兩種核酸，也有與細菌類似的細胞壁，同時還對多種抗生素敏感，所以將其歸入了廣義的細菌範疇。

1992年，科學家偶然間發現了一種寄生體，它在革蘭氏染色（細菌鑒別染色方法）時類似於細菌，但不能自主完成生命周期。2003年，科學家將它歸為病毒，並正式命名為Mimivirus（mimi: mimicking microbe，意為「酷似細菌」）。

發現新的病毒不是新鮮事，現在已經發現的病毒僅佔地球病毒種類的一小部分。然而，Mimivirus的發現徹底刷新了人們對病毒的認識。原因在於，這種病毒很大，超過了人們原本認為的病毒應有的大小。於是，科學家興奮地宣布，他們發現了世界上最大的病毒。

這種病毒大到什麼程度呢？我們回顧一下病毒的發現來說這個問題。

100多年前，孟德爾剛剛種出他那劃時代的豌豆，一種會導致煙草這一經濟作物減產的花葉病引起了人們的關注。1892年，俄國科學家伊凡諾夫斯基把患有花葉病的煙草葉子搗碎成汁，並使用一種細菌濾器來過濾，卻發現濾液仍能導致另外的植株生病。他使用的濾器孔徑為0.2微米～0.4微米，典型的細菌直徑在0.5微米～5微米之間，這種孔徑的濾器可以過濾掉幾乎所有的細菌，所以他認為這種感染性物質可能是細菌分泌的毒素。隨著研究的深入，科學家發現，這是一種具有傳染性的可溶性分子，並可在宿主細胞內擴增。現在我們知道，這種可溶性分子就是病毒，它的直徑通常小於0.2微米，可以自由地通過細菌濾器。因此，在相當長的一段時間裡，病毒也被稱為濾過性細菌，還有人通過這種方法來判斷一種微生物是不是病毒。

Mimivirus的直徑為0.4微米～0.5微米，比脊髓灰質炎病毒（直徑為0.02微米～0.03微米）大幾十倍，幾乎不能通過細菌濾器。所以，放在過去，這種微生物肯定不會被歸入病毒範疇。Mimivirus的基因組含有近120萬個鹼基對，相比之下，脊髓灰質炎病毒僅含有約7500個鹼基對。科學家對其基因組序列分析後發現，這種病毒編碼1000多個基因（通常的病毒僅有幾個或十幾個基因），其中相當一部分從來沒有在其他病毒中發現過。更讓科學家驚訝的是，這種病毒竟然自己編碼了涉及基因組DNA修復和蛋白質翻譯功能的部分基因，而這些功能一直被認為僅存在於細胞生命體中。不過，由於Mimivirus不編碼核糖體相關蛋白，所以它仍然需要藉助宿主細胞的翻譯系統才能完成自己蛋白質的翻譯。

2008年，科學家又發現了一種大病毒，將其命名為Mamavirus （其實起這個名字是為了和Mimivirus相呼應，連起來就是媽媽咪咪病毒）。這種病毒的大小和基因組長度與Mimivirus差不多，它的宿主也是阿米巴原蟲。這些發現，使得科學家對於這類巨型病毒的研究越來越感興趣。

2011年，科學家在智利海岸分離出了一種更大的病毒，將其命名為Megaviruschilensis，個頭比Mimivirus大6.5%，基因數量也多了10%。於是，科學家又一次興奮地宣布，他們發現了世界上最大的病毒。

然而，這個紀錄僅保持了兩年就被刷新了。2013年7月，一個研究小組宣布他們發現了兩種更大的病毒，分別是從智利Tunquen河口的表層沉積物層中採集到的Pandoravirus-salinus（鹹的潘多拉病毒）和從澳大利亞墨爾本附近的一個淺層淡水池塘分離到的Pandoravirus-dulcis（甜的潘多拉病毒），這兩種病毒的宿主也是阿米巴原蟲。

潘多拉病毒的發現，再一次刷新了人們對病毒的認識。它的長徑可以達到1微米，甚至超過了一些細菌（金黃色葡萄球菌直徑在0.5微米～1.0微米），普通光學顯微鏡都可以輕鬆看到它。鹹的潘多拉病毒基因組長度達到247萬個鹼基對（大腸桿菌基因組長度為400多萬個鹼基對），編碼了2500多個基因，大約為人類基因組編碼數量的1/10。

經過初步分析，潘多拉病毒基因組中有約93%的基因功能未知，而且在目前已知的生命體中找不到相似的基因。在可知的信息中，科學家發現，潘多拉病毒也編碼了一些蛋白質翻譯系統中的組分，但仍然不能自主完成蛋白質合成。另外，依然沒有在它們身上找到負責糖代謝的酶和構成細胞骨架的蛋白質，而這些蛋白質在細胞生命體能量代謝和分裂增殖中發揮著重要的作用。同時，科學家在潘多拉病毒的基因組中發現了大量的內含子，這進一步增加了其基因組的複雜性。由於對這種病毒知之甚少，我們還很難對這種病毒的起源和進化進行研究。也正是由於有太多的未知，對這種病毒的研究就像正在打開潘多拉魔盒，裡面會有更多的驚奇等待著科學家去發現。

潘多拉病毒的發現著實讓科學家興奮了一次。同樣，他們又一次向世界宣布，這是目前發現的世界上最大的病毒。誰也不知道未來還會不會有更大的病毒被發現，不過，大病毒的發現，打破了人們對於病毒的經典認識，促使科學家重新思考病毒的定義以及生命和非生命界限的劃分。

有科學家認為，巨型病毒可能來源於某些單細胞生物體，它們在進化過程中丟失了一些基因，結果變成了行寄生生活的病毒。也有科學家建議將大病毒單獨劃為一域，以區別於以往的三域系統（細菌、古生菌和真核生物）。目前，這些巨型的寄生微生物仍被歸入病毒範疇，因為在一定程度上，它們仍然符合經典病毒的特徵，比如只含有一種核酸，不能自主進行能量代謝，無法自我分裂增殖，只在宿主細胞中顯示出生命特性。

我們對生命起源的認識還相當膚淺，大病毒的發現進一步拉近了生命與非生命之間的距離，也為生命起源和進化的研究提供了重要的信息。

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