病毒与进化

正如自然选择塑造了人类、植物和地球上所有生物的进化一样,自然选择也塑造了病毒。虽然病毒在技术上不是活的——它们需要宿主生物体才能繁殖——但它们受到进化压力的影响。

人类免疫系统使用许多策略来对抗病原体。病原体的工作是逃避免疫系统,产生更多的自身副本,并传播给其他宿主。帮助病毒发挥作用的特征往往会代代相传。使病毒难以传播到其他宿主的特征往往会丢失。

例如,一种病毒的突变使其对人类宿主特别致命,并在感染后几个小时内杀死宿主。该病毒需要一个新的、健康的宿主才能让其后代生存。如果它在宿主感染他人之前杀死了宿主,那么这种突变就会消失。

宿主保护自己免受病毒侵害的一种方法是产生针对病毒的抗体。抗体锁定病毒的外表面蛋白质并防止其进入宿主细胞。与感染宿主的其他病毒不同的病毒具有优势:宿主对该病毒没有预先存在的抗体形式的免疫力。许多病毒适应涉及病毒外表面的变化。

下面我们来看看病毒进化中的两个特殊情况:流感病毒和人类免疫缺陷病毒(HIV,导致艾滋病的病毒)的进化是如何发生的。这两种病毒都是RNA病毒,这意味着它们的遗传物质是用RNA编码的,而不是DNA编码的。DNA 是一种比 RNA 更稳定的分子,DNA 病毒在其繁殖过程中会进行校对检查。他们设法使用宿主细胞来验证病毒DNA复制。如果病毒在复制DNA时犯了错误,宿主细胞通常可以纠正错误。因此,DNA病毒不会发生太大变化或突变。然而,RNA是一种不稳定的分子,RNA病毒在复制过程中没有内置的校对步骤。复制RNA的错误经常发生,宿主细胞不会纠正这些错误。RNA病毒突变很常见,可能对其宿主产生重要影响。

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