1886年，德國的生物學(xué)家?？藸柼岢隽艘粋€三界學(xué)說，把生物分成三界：植物界、動物界、原生生物界。隨著人類的認(rèn)知不斷擴(kuò)充，這樣的分類法逐漸不夠用了。到了1969年，生物學(xué)家魏特克提出了五界分類系統(tǒng)，把生物分為原核生物、原生生物、真菌、植物和動物這五種。

那么，病毒是哪一界的呢？

不管是三界還是五界，病毒都不在里面。它就像是西游記里的孫悟空一樣，跳出三界外，不在五行中。因?yàn)椴《?，確實(shí)不好分。

正在侵染細(xì)胞的HIV病毒

病毒是什么？

單獨(dú)來看，病毒是由一個核酸分子（DNA或RNA）和一層蛋白質(zhì)組成的非細(xì)胞形態(tài)。如果沒有宿主，它是沒有生命的。也就是說，它無法自行表現(xiàn)出生命跡象，但一旦有了宿主，它就活了。如果把宿主比作一個計算機(jī)系統(tǒng)的話，病毒可能就像個插件，它自身不能脫離平臺單獨(dú)運(yùn)行，如果把插件安裝到系統(tǒng)或軟件里，它就能調(diào)用里面的數(shù)據(jù)，成為其中的一部分。病毒們有個逆天的技能——感染。憑借感染這個機(jī)制，它能把自己安裝到宿主里。只要宿主有細(xì)胞，病毒就能利用細(xì)胞進(jìn)行自我復(fù)制。

病毒們的形態(tài)多種多樣，大致有桿狀、絲狀、棒狀、紡錘狀、水滴狀、酒杯狀等。它們的大小是納米級的。大多數(shù)病毒直徑在10-300nm之間，肉眼不可見，光學(xué)顯微鏡也無法觀察，要用掃描或透射電子顯微鏡才能觀察到。

病毒的起源

病毒的起源，無法確定。有科學(xué)家認(rèn)為，病毒很可能在第一個細(xì)胞進(jìn)化出來時就已經(jīng)存在，也就是說，它們和生命一樣古老。

關(guān)于病毒的起源，現(xiàn)在科學(xué)家們有幾種推論：

一是認(rèn)為病毒原本是一些小細(xì)胞，它們寄生在較大的細(xì)胞里，時間長了，它們丟棄了寄生所不必需的基因，從細(xì)胞退化而來，這種理論被稱為退化理論或逆向理論。

二是認(rèn)為病毒從細(xì)胞中起源，它們從較大生物體的基因中“逃離”出的DNA或RNA進(jìn)化而來，這種理論被稱為細(xì)胞起源理論。

三是認(rèn)為病毒與細(xì)胞同時出現(xiàn)，并且一直以來細(xì)胞生存至今，這被稱為共進(jìn)化理論。

三種理論都有其論據(jù)進(jìn)行支撐。

生命邊緣的生物體

病毒到底是生命，或只是一種能與生物進(jìn)行作用的有機(jī)結(jié)構(gòu)，至今也沒有統(tǒng)一的定論。說它是生命，因?yàn)樗鼡碛谢颍⑶夷芡ㄟ^自然選擇進(jìn)行復(fù)制和進(jìn)化。說它不是生命，因?yàn)樗鼪]有被認(rèn)為是生命基本單位的結(jié)構(gòu)——細(xì)胞。

病毒自身無法復(fù)制，沒有代謝。它的繁殖，都是通過宿主細(xì)胞來完成的。目前并無法解釋病毒是否生命形式，或許，病毒中隱藏著生命起源的密碼，這還有待于揭開。

HIV病毒黑白照片

地球上有多少病毒？

病毒在我們的世界里無處不在。2009年哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家柯蒂斯·薩特爾在墨西哥奈卡山脈地下深處的一個水晶洞穴的水洼里舀了一些水，他回到實(shí)驗(yàn)室后將樣本在電子顯微鏡下觀察，經(jīng)計算后他發(fā)現(xiàn)，每滴水中都大概含有2億個病毒。從200升海水中，科學(xué)家一般可以找到5000種遺傳背景完全不同的病毒，而在1千克海洋沉積物中，病毒的種類可能達(dá)到100萬種。

在科學(xué)家的論文里，有這樣的研究結(jié)果：

如果你得了流感,那呼吸道里每一個被感染的細(xì)胞會產(chǎn)生大約1萬個新的流感病毒。幾天下來,你身體里產(chǎn)生的流感病毒數(shù)量將高達(dá)100萬億。

這個數(shù)量是地球上所有人類總和的1萬倍以上。一個普通的健康人體內(nèi)含有約3×10^12個病毒,如果你把全世界所有人身上的所有病毒聚集到一起,可以填滿大約10個原油桶（1桶大約159升）。

這只是人類身上病毒的大概數(shù)量，科學(xué)家還通過檢測DNA和RNA的方法，推斷地球上病毒的總數(shù)量是10^31x2，這個數(shù)量是宇宙恒星總數(shù)量的10000萬倍。這還只是不完全推斷。

腺病毒

病毒能存活多久？

病毒能存活多久，取決于不同病毒間的差異，和它們生存的環(huán)境。以甲流H1NI病毒為例，科學(xué)家做過實(shí)驗(yàn)。在四種物體表面，它在木頭上能存活48小時左右；在塑料、不銹鋼這樣非滲透性的表面，能存活24小時左右；在織物表面則只能存活8小時不到。

病毒的存活時間，還取決于溫度、濕度、介質(zhì)差異等多種條件，也有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，流感病毒在不銹鋼表面最長能存活七天，但它的感染能力，會在24小時里明顯下降。

彈狀病毒

病毒的意義

為什么這么長時間過去，細(xì)胞不能進(jìn)化出對病毒的有效防御手段或免疫力？因?yàn)椴《镜拇嬖?，有它的意義所在。我們現(xiàn)在談病毒色變，但病毒的存在對人類其實(shí)意義重大。相對于細(xì)胞的進(jìn)化速度，僅擁有核酸的病毒結(jié)構(gòu)簡單，進(jìn)化對它們來說是家常便飯。病毒的生存，就是核酸不斷突變的過程。

病毒與細(xì)胞，是個相互促進(jìn)改變的存在。

拿計算機(jī)系統(tǒng)來舉例。一個系統(tǒng)問世，不可能十全十美，會有各種各樣的漏洞，這些漏洞，就是計算機(jī)病毒攻擊的對象。為了彌補(bǔ)漏洞，人們?yōu)橄到y(tǒng)打上一個個補(bǔ)丁，使系統(tǒng)變得越來越完善，同時也促進(jìn)了系統(tǒng)的升級。

細(xì)胞和病毒也差不多這樣，它們之間始終在進(jìn)行軍備競賽。病毒突變很快，細(xì)胞也必須隨之作出改變，否則即使免疫系統(tǒng)在一次沖突中戰(zhàn)勝了病毒，很快它就換個面目卷土重來。這就促進(jìn)細(xì)胞也必須對自己進(jìn)行升級，也就是進(jìn)化，否則就將被淘汰。病毒可能讓我們生病，病毒也是人類走到現(xiàn)在地位必不可少的一環(huán)。

寨卡病毒

殺不死人類的病毒，讓人類變得更強(qiáng)，細(xì)胞和病毒是個協(xié)同進(jìn)化的過程。在長久以來和細(xì)胞的共存中，病毒早就融入了人類的基因，病毒的DNA占到了人類全基因組的大約8%。比如合胞素，這種蛋白質(zhì)是哺乳動物胚胎所必須，現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)，合胞素是由一種人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒HERV-W合成。

再比如另一種病毒——噬菌體。

噬菌體是病毒，它感染的對象是細(xì)菌、真菌、藻類等微生物。噬菌體對人體是善良的病毒，它們以細(xì)菌為宿主，會破壞感染的細(xì)菌，噬菌體療法是細(xì)菌性疾病治療方法的一種，并且是其中的研究熱點(diǎn)。

正在侵染細(xì)菌的噬菌體

病毒是不是生物還有爭議，但它在生態(tài)系統(tǒng)中的位置確實(shí)相當(dāng)重要。它是細(xì)菌的食物，是基因轉(zhuǎn)移的載體；在細(xì)胞外，它更像是個生物大分子；感染細(xì)胞后，它是共生和寄生的生物，是生命的一部分。

有科普作家在其著作中這樣描述病毒：

在演化史上最近的瞬間，人類脫穎而出，病毒對我們的生存功不可沒。原本就并沒有什么“它們”和“我們”之分——生物在本質(zhì)上只是一堆不斷混合、不斷閃轉(zhuǎn)騰挪的DNA而已。

人類對于病毒的理解還停留在細(xì)枝末節(jié)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上了解，更不用說占據(jù)上風(fēng)。或許，地球并不是我們的，而是病毒的。這種不像是生命體的物質(zhì)，更有可能是生命的起源。

病毒們，都長什么樣子？

病毒的本質(zhì)，是核酸蛋白復(fù)合物。

生物分為五屆：原核生物、原生生物、真菌、植物和動物。病毒不屬于任何一屆，它既不是生物也不是非生物，被稱為類生物。病毒利用宿主的細(xì)胞進(jìn)行自我復(fù)制，可以感染幾乎所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命體。

病毒形態(tài)多樣，用模式圖來直觀表現(xiàn)，它們大致有桿狀、絲狀、棒狀、紡錘狀、水滴狀、酒杯狀等形態(tài)。

病毒們的形狀

病毒的尺寸絕大部分是納米級的，普通顯微鏡無法觀察到它們，在可見光源下，病毒是無法觀測的。所以，要用透射電子顯微鏡才能觀察到病毒，并且也不是肉眼的直接觀察。

透射電子顯微鏡的原理，是用高速電子穿過病毒樣品，打到熒光屏上成像。即使打到了熒光屏，我們的肉眼還是無法觀察到他們，看上去是一片空白，因?yàn)樗鼈儧]有顏色。

如果需要讓它們成像，要用CCD相機(jī)拍攝下來，這樣能得到病毒的黑白圖像。

彈狀病毒電鏡照片

新布尼亞病毒電鏡照片

這樣的黑白圖像，是電鏡以電子密度的排列方式記錄下的病毒照片。病毒們本身，是無色透明的。

比如這次的新冠病毒，它的原始照片是這樣的：

新冠病毒武漢株01

這些就是病毒們本來的平面照片，它們形狀各不相同，看上去是一坨坨、一粒粒、一顆顆的樣子。那為什么我們看到的很多照片都是彩色的呢，因?yàn)槟鞘荘圖的，也就是渲染后的照片。

正在侵染細(xì)胞的HIV病毒

人的可見光波長段約為380-760nm之間，我們無法看見這個范圍之外的電磁波。我們知道，病毒是納米級的，它們的大小介于20-250nm之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們可見光的波長。所以對人類來說，病毒不可見。

電子顯微鏡以電子束作為光源，以電磁場為透鏡，它記錄下的是個灰度圖，上面顯示的是電子的密度。我們看病毒的黑白照，深色的地方表示電子密度高，反之，淺色的地方電子密度就低。

簡單的皰疹病毒

這樣的照片有局限性，為了更好地了解和分析病毒，人類需要對病毒進(jìn)行更仔細(xì)的觀察，所以需要它們的高清彩色照片。因此，后期科研人員會根據(jù)圖像中病毒不同的結(jié)構(gòu)，不同的灰度，上上不同的顏色，以方便進(jìn)行研究。渲染上色后，病毒們的彩色照片，是這樣子的：

寨卡病毒

腺病毒

上色是對觀察物體的常用手段，我們看到許多圖片，小到病毒、細(xì)菌，大到恐龍照片，都是渲染上色后的圖片。

HIV病毒原始和渲染后的照片

染色是人工的，它其實(shí)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，顏色該怎么搭配，該怎么表現(xiàn)，其實(shí)就主要取決于染色人員的審美了。

(西南漁業(yè)網(wǎng)備注：本文內(nèi)容是以人類的病毒為主要內(nèi)容介紹，其實(shí)魚類也是生物體，魚類的病毒與人類的病毒大同小異，均可予借鑒)