说起病毒, 大家准对它们没有好印象, 而且可能深恶痛绝。的确, 在整个生物界来说, 没有比病毒更集损人利己、为害四邻和不劳而获于一身的了, 它们堪称这些方面的“典范”。但作为生物科学工作者, 我还想为它们辩解两句, 首先, 它们之所以养成这身恶习, 实乃身不由己, 大家看了以后的叙述就会明白; 其次, 少数病毒还是对人类有贡献的。
病毒的为害性有哪些? 首先, 让我们来看一看病毒的身体构造, 就会明白它的为害性。病毒是非细胞型生物, 它们没有我们前面讲的细菌、放线菌和真菌那样的完整的细胞结构。它们的身体构造非常简单, 绝大多数病毒只有由核酸构成的“芯子”和外面包围的一层蛋白质外壳, 除此之外一无所有。因此, 由于病毒的构造过于简单, 连生活中必须的一些酶和细胞器都没有, 它们根本无法独立生活, 只能像孙悟空一样钻到别的生物“肚子”里, 靠吃现成饭混日子。而且, 病毒一旦进入到其他生物体内, 它们往往喧宾夺主, 未经许可即随意使用主人的“零部件和设备”, 为自己的繁殖服务, 这样就严重地干扰了主人的正常生活。而且, 弄不好它还乘机捣乱。因此, 对于生物来说, 病毒钻进来准没好事, 它是生物界的共同敌人。
病毒的身体十分渺小, 我们用光学显微镜根本看不到它们, 只能在电子显微镜下放大几万倍才能看到它们的真面目。在电子显微镜下, 我们看到病毒主要具有以下几种形态: 有一些病毒种类是杆状的, 有长有短, 例如引起烟草花叶病的病毒就是杆状病毒, 它们的身体大小为18 ×300nm (1nm= 10 -9m) 。有些病毒的身体呈圆球状, 例如引起黄瓜花叶病的病毒就是球状病毒。有些病毒的身体如蝌蚪一样, 很多细菌病毒就是蝌蚪状的。还有一些病毒像立体几何上的多面体, 例如引起小儿麻痹症的病毒就是这一类。除此之外, 还有其他一些形状, 如长弯曲细线状等。
人类认识到病毒的存在至今已有100 年历史。1892 年俄国的青年科学工作者伊万诺夫斯基对烟草的花叶病十分感兴趣, 他总想弄清是什么生物引起的。当时一些人认为是细菌引起的。于是他设计了一个试验, 将患病的叶片磨成汁,然后用细菌过滤器来过滤, 结果发现过滤后的病汁液还有传染性。由此他认为烟草花叶病是由一种叫病毒的、比细菌小得多的生物引起的。但病毒是什么样子, 当时谁也不知道。
他的这一重要发现引起了许多科学家对病毒的兴趣。直到三四十年代电子显微镜问世和广泛应用后, 许许多多的病毒才被人类所认识。
现在已经知道, 凡是有生物的地方都有病毒的存在。几乎所有的生物上都有病毒的寄生。为了研究的方便, 科学家们根据病毒的寄生对象而将病毒划分为动物病毒( 包括人体病毒) 、植物病毒和细菌病毒( 噬菌体) 等几大类型。最近几十年来科学家们证实, 许多真菌上也有真菌病毒存在。
动物病菌是动物和我们人类健康的大敌。许多动物病毒引起一些非常可怕的动物疾病, 如家畜的瘟疫病、口蹄疫病和家蚕的脓肿病等。人类更是深受其害。例如, 被称之为“现代瘟疫的”爱滋病是由叫HIV 的病毒引起的, 现在西方各国及非洲有成千上万的爱滋病患者, 他们的生命受到严重威胁, 因为至今还未找到有效的治疗方法。还有一种可怕的病毒病就是狂犬病, 这种病毒通常寄生于病狗身上, 当人被病犬咬伤后, 病毒就随着唾液由伤口进入人体, 它危害人的神经系统, 引起狂犬病, 死亡率极高。此外, 还有许多令人讨厌的疾病也是由病毒引起的, 例如肝炎、病毒性流行感冒等。
植物病毒是农业生产的大敌。全世界由于病毒病给农业生产造成的损失每年达400 亿美元, 我们通常看到的农作物叶片花叶、卷曲、植株矮化和畸形等病症大多是由植物病毒引起的, 它们对产量的影响很大。农业生产上受病毒危害最为严重的是烟草、黄瓜、小麦、蕃茄、马铃薯等, 在这些作物上往往有多种病毒病的发生, 且至今仍无有效的防治方法。农作物上的许多病毒是通过蚜虫、叶蝉等昆虫来传播的, 因此, 及时杀灭这些昆虫对防治很多植物病毒是十分重要的。
侵染细菌的病毒叫噬菌体, 它们的身体大多为蝌蚪状。它们有时给我们的工业生产带来很大的危害。在工业上我们经常使用细菌来发酵生产许多产品, 如果感染了噬菌体, 它们就会在很短时间内将全部细菌杀死, 直至全部溶解。这样, 我们的生产便告彻底失败, 造成的经济损失是十分巨大的。因此, 防止噬菌体的感染是许多发酵行业必须时刻注意的重大问题。
本节刚开始时, 我们曾提到过某些病毒对人类是有贡献的。那么, 它们的贡献是什么呢? 首先, 很多病毒是科学家们进行科学研究的极好材料, 因为它们结构简单。目前有关基因工程和分子生物学的许多重要研究成果就是以病毒为材料取得的, 历史上曾有多位科学家因此而荣获了诺贝尔奖。其次, 我们利用某些无毒或低毒的病毒制备疫苗, 注射到人体后可诱导人体产生免疫反应。再次, 噬菌体和某些昆虫病毒可引起有害细菌和害虫的病症发生, 因此是生物防治的好材料。关于这一点, 我们在以后还要讨论。
§§第二章 战争与和平的秘密