席卷全球的新冠病毒已经陪伴我们2年多了，这不禁让我很好奇为什么病毒为什么存在，以及它们来自哪里。

虽然它们时常令人烦恼，但根据研究人员的说法，病毒确实令人印象深刻，他们的生活围绕着研究它们。一小群基因在一个巧妙的外壳中，可以迅速进化以继续击败细胞防御，病毒就像一个不断适应的机器人，被设计成只做一件事 -——不断复制自己。与我们世界上所有其他形式的生命不同，病毒不会产生自己的能量来维持活动;它不是由细胞组成的，它也不会生长。它不使用环境中的任何东西，除了其他生物的细胞，这些细胞成为每个复制病毒的宿主。

我们可能只发现了世界上存在的一小部分病毒 - 它们来自哪里，没有人知道。“关于病毒是在细胞之前还是之后出现的几种理论都有，”罗德岛大学病毒免疫学家Alan Rothman说。30多年来，罗斯曼一直在研究人类病毒性疾病的免疫力和发病机制（即疾病的发展方式）。这是一个先有鸡还是先有蛋的问题。虽然病毒确实有一个结构将它们维系在一起，但罗斯曼认为驱动它们行为的遗传成分可能是第一位的。为什么？“在没有细胞的情况下，结构部分是没有意义的，”他说。

这些传染因子无处不在。我们扮演着许多病毒的宿主。其中许多对我们完全无害。事实上，我们身体的细菌有自己的病毒，称为噬菌体。“生命的每个分支都有一种与之相关的病毒，”罗斯曼解释说。还有一些病毒甚至可以感染其他病毒。他说，目前已经发现有一个这样的案例。

病毒确实将大量信息打包到它们的短基因组中。“这有点像瑞士军刀，尤其是小病毒，”罗斯曼说。“他们必须使用他们的蛋白质来做任何事情。因此，它们将有一种蛋白质，该蛋白质将具有至少五种不同的功能，并且我们仍在为它们发现新的功能。你知道，这是病毒学中更有趣的部分之一。。

例如，登革热病毒由蚊子传播并引起高烧，皮疹，肌肉和关节疼痛，产生十种不同的蛋白质，可以做任何事情。（相比之下，我们人类有数以万计的蛋白质，每种蛋白质都有独特的功能。三种登革热蛋白本身产生病毒颗粒，其他七种蛋白质负责所有其他病毒功能，例如改变它们感染的细胞的结构，复制病毒RNA，以及关闭宿主细胞的所有反击能力。因此，每种蛋白质都必须具有两到三种不同的功能。“他们会把那些没有业务的酶功能放在一起。这只是一台令人难以置信的机器，“罗斯曼说。

3D渲染的一组解剖学上正确的噬菌体病毒攻击细菌的插图

但这里有一个关于病毒的事实，它真的令人叹为观止：尽管有些病毒具有恶劣的品质，比如导致疾病和死亡，但我们可以感谢这些看似简单的基因塑造了我们所知道的生命。病毒确实将进化的点带回家 - 每个物种和病毒本身都不断处于变化状态，对环境中的其他生物和非生物做出反应。我们的一些进化特征源于逆转录病毒，逆转录病毒是一种病毒，其基因与我们自己的DNA纠缠在一起，并传递给后代。

“如果你看看人类基因组，就会发现有一个合理的比例实际上是结合逆转录病毒的，”肯塔基大学医学院的丽贝卡·荷兰（Rebecca Dutch）说，她在那里研究像COVID-19这样的人类呼吸道病毒。虽然我们的身体不一定使用许多这些遗传的病毒序列，但几千年来，一些基因从根本上改变了我们的物种。

虽然病毒拥有足够的奥秘，让研究人员一辈子都忙得不可开交，但科学家们确信一件事：这些奇怪的同伴可能永远是生活的一部分。

为什么会有病毒？

首先，病毒在生命进化中起到重要作用。达尔文的自然选择学说给我们提供了一个生命进化的理论，病毒感染对于生命来说就是一种选择压力。适者生存，在病毒面前弱不禁风的个体会被淘汰掉，病毒是生物进化的强大驱动力，它们在一定程度上决定着什么能存活什么能灭亡。在现代测序技术的发展下，人类基因组已经得到破译，在人类的基因组中发现了病毒的基因存在，甚至一些具有重要功能的基因可能最初就是来源于病毒，这些证据说明，病毒在生命进化过程中，也能起到正向的作用。

其次，病毒在免疫系统的进化中起到重要作用。在病毒的海洋中，人类能够生存主要是因为我们拥有一个完善的防卫系统来监视和清除病毒等病原体，如果这个系统出现问题，人体就会变得弱不禁风，这个防卫系统就是免疫系统。人类免疫缺陷病毒（HIV）感染人体后会破坏免疫系统，在免疫系统崩溃后任何一个普通的感染对人体来说都是致命的，艾滋病的危险性不在于HIV本身而是感染

地球上为什么有病毒

地球上有病毒的原因如下：

如果没有死亡，就没有生命。

生命完全依赖于物质的循环，而病毒对于物质和物种的循环非常重要。病毒的结构很简单，但足够有效。数百万年后，可能不再有人类，但病毒将永远存在。

病毒是生态系统的一个重要组成部分。海洋中90%以上的生物体是微生物。这些微生物产生了地球上大约一半的氧气，而正是病毒使这一过程成为可能。每天，噬菌体病毒杀死20%的海洋微生物和50%的海洋细菌。

通过消除微生物，病毒为产生氧气的浮游生物提供足够的营养，以提高光合作用的速度，这最终维持了地球上的大多数生命。当种群非常大时，病毒往往迅速繁殖，破坏种群并为其他物种创造生存空间。

病毒进入宿主细胞并劫持其复制载体进行复制。当这种情况发生在生殖细胞中时，病毒的代码可以传给下一代，它们可以永久结合。每个能被病毒感染的生物体都有机会吸收和使用病毒的基因，而病毒的消失会影响到地球上所有生命的进化潜力，包括人类。

据说病毒成分占人类基因组的8%，而哺乳动物的基因组通常包含大约10万个散落在基因组中的剩余病毒衍生基因。病毒代码通常表现为不活跃的DNA片段，但有时会赋予新的、有用的、甚至是必不可少的功能。

例如，在2018年一个研究小组发现，一种病毒衍生的基因编码一种蛋白质在神经系统的细胞之间传递信息，并在长期记忆的形成中发挥重要作用。

还有证据表明，人类之所以能够生存下来，是因为来自1.3亿年前感染我们祖先的一种古老的逆转录病毒的DNA结合使得人类拥有了现在的生殖模式。