米米病毒
法国科学家日前宣布,世界已知最大病毒的基因组图谱绘制完成。
这种病毒名叫“米米病毒”,是法国地中海大学微生物专家,于1992年在英国布拉德福镇的一个冷却塔抽取样本中发现的,当时,该专家认为它不过是一种细菌,没有引起注意。2003年,法国马赛医学院的狄德·罗尔特和吉恩·米切尔,在研究导致“军团病”的“军团菌”时,再次发现了这种病毒。由于当时正是“非典”流行时期,因此他们对“米米病毒”备加关注。
罗尔特和米切尔研究了“米米病毒”的基因密码后发现,该病毒拥有一些以前被认为只有在细菌和其他生物细胞中才存在的基因。这一研究成果,很快在生物学界引起轰动。从事该项研究工作的科学家认为,这一发现使复杂分子与生物体之间的联系,变得越发错综复杂,这或许能够帮助人们解开复杂生物的进化之谜。
研究发现,“米米病毒”寄生在水生单细胞动物阿米巴变形虫中,是病毒界里的“大怪物”,直径可达800纳米,而一般病毒的大小只有10~100纳米,即便是较大的病毒,如天花病毒,直径也只有300纳米。“米米病毒”的英文全称是Mimicking microbe virus,意思是“酷似细菌的病毒”。由于其巨大的“身型”几乎与一些小型细菌大小相当,因而在2003年被各国媒体大肆宣传。然而随着两位科学家对“米米病毒”基因组进行深入的研究,一系列新的发现更加令人惊讶。
新绘制出的基因组图谱表明,“米米病毒”的DNA包含约1260个基因,并且有50个基因编码,它具有一些在其他病毒中没有发现的功能,例如DNA修复以及将信使核糖核酸转化为蛋白质的能力。此外,它还能自行制造150种蛋白质。
一般来说,病毒不能算是活的生物体,因为它们体积小、结构简单,与能够独立生活的细菌不同,病毒必须寄生在生物细胞中,不能独立繁殖。虽然这种“米米病毒”也不能独立繁殖,但研究者认为,从“米米病毒”的基因序列来看,它很可能曾经拥有独立繁殖的能力。后来虽然失去了这种能力,但到现在还保留许多自我复制所必须的“装备”。因此,这种病毒可能会被划分成一种独特类型的生物。
生物学研究新突破
“米米病毒”基因组图谱绘制的完成,将有助于解释复杂生命是如何在地球上出现的。
研究者将“米米病毒”的基因组与一系列其他生物体的基因组进行对比后推断,“米米病毒”的家世可以回溯到约33亿年前。当时,地球上早期的生命形式正在逐渐分化为原核生物与真核生物。早在1977年,美国伊利诺大学微生物学家卡尔·伍斯将生物分为真核生物、古细菌与真细菌3个基本大类。真核生物是有细胞核的生物,与细菌相比更为复杂,动植物都是真核生物。由于“米米病毒”的某些基因与真核生物的基因很相似,因此它有可能为寻找真核生物的起源提供线索。
一些科学家认为,“米米病毒”是地球上已知三种生命形式以外的第四种新的生命形式,可能与33亿年前地球第一批生命形式同时出现。罗尔特教授指出:“根据基因序列分析,有足够的基因信息证明‘米米病毒’是第四种生命形式。如果这一发现最终得到证实,那将是生物学的一个重要里程碑。”当然,也有人对“米米病毒”属于新生命形式的观点表示怀疑,认为它不过是病毒家族中的一位特殊成员。
有多少生命形式可能存在
“米米病毒”基因奥秘的揭示,让人产生诸多联想:除第四种生命形式外,自然界的生命形式还有多少种?地球上的生命都由核酸和蛋白质组成,但这是否是生命存在的惟一形式?是否存在基于其他化学基础发展起来的生命? 这一系列问题无疑是对生物学家的巨大挑战。
著名科普作家阿西莫夫在他所写的一篇名为《并非我们所认识》的文章中提出,宇宙中可能存在6种生命形态,即以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物、以硫为介质的氟化硫生物、以水为介质的核酸蛋白质生物、以氨为介质的核酸蛋白质生物、以甲烷为介质的类脂化合物生物、以氢为介质的类脂化合物生物。 其中,以水为介质的核酸蛋白质生物,便是人们所熟悉也是惟一所认识的生命。
然而,科幻作家对此仍不满足,他们在各自的作品中充分发挥想象,为人们创造出一些更不可思议、但细想之下又似乎不无道理的生命世界。一些作家设想,在某些极寒冷的星球上,可能存在着以液体氦为基础,并以超导电流相互联系的生命形式。另一些作家则幻想,即使在寒冷黑暗的太空深处,亦可能有一些由星际气体和尘埃组成,并由无线电波传递神经信号的高等智能生物。
最为有趣的是著名科幻作家福沃德所写的《龙蛋》一书,这部构思出色的作品描述了一颗中子星表面的生物。这颗中子星表面引力相当于地球引力的670亿倍,磁场是地球的1万亿倍,表面温度达到8000多摄氏度。在如此恶劣的环境下,生存着一种由“简并核物质”组成的生物。所谓“简并”,是指原子外部的电子被挤压入原子核,因此所有原子都可以十分紧密地靠在一起,形成超密物质。中子星上的这种生物身高约0.5毫米,直径约0.5厘米,体重却有70公斤。此外,这些生物的新陈代谢基于核反应而并非化学反应。
虽然目前人类对是否存在外星文明尚无定论,但简单的外星微生物却可能有迹可寻,因为处于生命初级阶段的微生物,对环境的要求远没有高级的智慧生命那样苛刻,这一点从对地球微生物的考察中就能得出结论。地球上已发现的嗜热菌、嗜冷菌、嗜碱菌、嗜酸菌、嗜盐菌、嗜压菌等极端微生物,构成了地球生命形式的独特风景线。
在智利最干燥的阿塔卡马沙漠中,在南极洲的千年冰架下,在几千米深的海底,在水温高达250摄氏度的热泉口,科学家们发现了形形色色的与世隔绝的细菌。它们生命力之顽强,令科学家惊叹不已。 它们生命的潜能,与地球上其他生命的潜能几乎完全不同。正是这些不同向人们暗示,除目前发现的生命形式外,地球可能还存在着更多的生命形式。
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