在古希腊历史学家修昔底德的著作中,记载了2400多年前在雅典发生的一场瘟疫的场景:在一年多的时间里,雅典的市民们生活在噩梦之中,身边强壮健康的年轻人会突然发高烧,咽喉和舌头充血并发出异常恶臭的气息。不幸的患者打喷嚏,声音嘶哑,因强烈的咳嗽而胸部疼痛。疾病像恶魔一样席卷整个城市,任何口服、外敷的药物都无济于事。恐慌面前,人们开始选择放纵的生活,没有什么比现时的享乐更能使他们逃避现实的恐惧。于是,雅典城因为人们的绝望而土崩瓦解。
无法通过细菌过滤器的致病因子
1886年,在荷兰工作的德国农艺化学家迈尔发现有些烟草叶子上出现深浅相间的绿色区域,他命名为烟草花叶病。他把患病烟草叶片上的汁液注射到健康植株的叶脉中,结果健康的烟草也生病了,因此迈尔证明这是一种传染病。
1892年,俄国植物学家也重复了迈尔的实验,发现这种“致病因子”能通过当时各种细菌都无法通过的一种过滤器,仍然具有传染性。这一发现第一次暗示,可能存在一种比已知的任何一种细菌都小的致病因子。但他也没有冲破这一思想上的禁区,反而认为是自己的过滤器出了毛病。
1898年,荷兰微生物学家贝杰林克重复了这个实验。他终于指出,引起烟草花叶病的致病因子是一种无法用普通显微镜看到、不能在人工细菌培养基上生长,却能通过最细小的滤膜、并只能在活的植物体组织中繁殖的有机体。他把这种有别于细菌的有机体称为病毒。
1932年,电子显微镜出现。1939年,德国科学家考施第一次在电镜下直接观察到了烟草花叶病毒的形态,这是一种直径15纳米、长300纳米的长杆状颗粒。此后,许多病毒的形态结构照片不断公布于众,使人们看到了多姿多彩的病毒世界。
“一个包裹在蛋白质里的坏消息”
由于20世纪30年代后期电子显微镜的发展,终于可以直接观察到病毒颗粒的形态,证明病毒颗粒的内部是核酸,外面包裹着蛋白质,有些病毒颗粒外边被囊膜包裹着。
获得1960年诺贝尔生理学和医学奖的英国免疫学家梅达沃曾将病毒描述为“一个包裹在蛋白质里的坏消息”。它的结构如此简单:一个蛋白质做成的外壳里包着一团主司遗传的物质核酸。在梅达沃的话里,核酸就是那段“坏消息”,因为病毒就是靠它才能在宿主细胞里自我复制的。
与其他微生物相比,病毒的形态极其微小。一个一般大小的细菌,直径约500纳米,而大多数病毒的直径在10-300纳米之间,所以它可以通过细菌滤器。
生物体包括细菌都是由细胞构成的。但病毒是没有细胞结构的,同时它也缺乏完整的酶系统和能量代谢系统,专门寄生在活细胞内。病毒的遗传物质通常只有一种,或者是DNA或者是RNA。病毒一旦脱离宿主细胞,便会丧失生命力,以大分子的状态存在。但它会伺机行动,条件成熟便立刻进入宿主细胞,恢复它的生命力。
自20世纪初病毒被发现以来,科学家也一直在怀疑病毒究竟是生物还是无生命的颗粒。如今,大家习惯称它为“生命边缘的生物体”。它就像生物与大分子之间的纽带,缩短了生命和大分子之间的距离,模糊了生命和大分子之间的界限。
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