今天我們來講一講“病毒進化論”，1964年，美國生物學家彼得·雷文和保羅·埃利希提出了“協同進化”的假說，他們認為動物與植物之間可以相互促進自身的進化，即一個物種的遺傳性狀的改變可能是由另外一個物種的遺傳性狀的改變而導致的。
蜜蜂與植物之間的協同進化
關於“協同進化”的假說，其實並不難理解，比如，植物與動物之間就存在“軍備競賽”，植物不甘心自己被動物吃掉，於是自身的體內就逐漸會產生一些化合物（通常是毒素），讓動物吃起來感到不爽，甚至是中毒，擁有這些化合物的植物，就不會被動物輕易吃掉，並有了生存優勢，種群迅速擴大。與此同時，不能適應這種毒素的動物往往就會死亡，但是有的則逐漸進化出瞭解毒的能力，於是，動物自身遺傳性狀的改變就是由植物遺傳性狀的改變而導致的。我們人類可以吃巧克力，但是，狗卻不能大量食用巧克力，因為巧克力當中含有可可鹼，我們人類是雜食性動物，在漫長的進化歲月裡，已經適應了可可鹼這種生物鹼了，而狗是肉食性動物，它們不怎麼接觸植物，可可鹼對於肉食性動物來說往往是有毒的。
可可樹
植物與動物之間存在協同進化，那麼，病毒與動物之間是否存在協同進化的問題呢？
第一：人工生物圈為什麼會失敗？
我們在日常生活中聽到病毒和細菌，往往覺得它們都是有害的，其實，大部分的細菌和病毒對人類是無害的，我們之所以覺得病毒和細菌很可怕，是因為有一些病毒和細菌能夠引起疾病，能夠引起疾病的微生物，往往會格外引人注目，而大量的不會引起疾病的微生物則被我們忽略了。
地球的生物圈其實可以看作是一個超級生物體，科學家將其稱之為“蓋婭”，生物圈本身可以實現自我調節，從而讓地球變得更加適宜生命居住。如果我們在太空的宇宙飛船內或者在火星上的一個密封系統內，模擬一個人工生物圈，那麼，這個生物圈會不會維持運轉呢？一旦這個人工生物圈能夠維持運轉，我們人類就可以移民到外太空了，而且還不會消耗地球自身的資源，這就是著名的“生物圈2號”實驗。1987年，美國人在美國亞利桑那州的一個沙漠裡，建造了一個人工生物圈，當時被美國人認為是繼登月計劃之後最激動人心的一個科學工程，這個人工生物圈是未來人類移民外星球的實驗基地，“生物圈2號”內部有熱帶草原、熱帶雨林，還有沙漠、海洋、沼澤等等，然而，這個人工生物圈在後來的運轉過程中，總是不斷出現問題，首先是氧氣與二氧化碳濃度發生了劇烈的變化，氧氣濃度以每個月0.5%的速度下降，最後，導致氧氣含量降低到不適宜人類居住的程度，科學家不得不從外界注入氧氣，以維持這個生物圈的運轉，與此同時，大量的授粉昆蟲也滅絕了，而螞蟻和蟑螂卻大量滋生。“生物圈2號”後來雖然經過了改善，但是，整體而言，運轉效果不是太理想，因為人類對於大自然的未解之謎知之甚少，人力難以複製大自然的生物圈。
生物圈2號
“生物圈2號”的實驗其實告訴了人類一個道理，那就是地球上的任何一種生物都是有其存在的道理的，它們在生物圈中扮演著非常重要的角色，我們把生物圈看得太簡單了。病毒作為生物圈的一個組員，也必然有它的作用。
第二：病毒是如何促進生物進化的？
美國知名科普作家卡爾·齊默在《病毒星球》一書中認為病毒將毀滅與創造的完美的結合在了一起，它們一方面是致命的，另外一方面也賦予了這個世界很多的創造力。如何理解這句話？其實歸根結底，就是病毒在地球生物圈當中是一個非常活躍的存在，它們能夠將DNA從這個物種轉移到另外一個物種，我們以哺乳動物胎盤的進化為例來說明這個問題。
已經被人類消滅的天花病毒
早在恐龍生活的年代裡，哺乳動物和鳥類實際上已經誕生了，恐龍滅絕以後，鳥類和哺乳動物佔據了新的生態位，迅速發展壯大，因為隨著地球氣候的轉冷，哺乳動物與爬行動物相比，更具有優勢，它們的體溫是恆定的，當氣候出現明顯的四季變化時，哺乳動物與鳥類能夠廣泛分佈於地球之上，而爬行動物一般只能在低緯度地區生存。但是呢，哺乳動物比鳥類還有一個優勢，那就是擁有胎盤。鳥類是產卵的，鳥類生育後代，大部分的工作是在體外進行的，即孵蛋。爬行動物和兩棲類動物甚至都不需要孵蛋，直接產卵，利用自然界的熱量孵蛋。而哺乳動物生育後代是在體內進行的，哺乳動物的幼崽剛生出來的時候，其實並不比鳥類高級，仍然需要母親和父親的照顧，並沒有獨立行動的能力。
位於南極的企鵝，鳥類可以生活在地球最寒冷的地方
鳥類生出鳥蛋以後，離開巢穴，鳥蛋有可能被其他的動物吃掉，這是十分的危險，而哺乳動物將後代放在體內培育，其實也不是很安全，因為懷孕以後的哺乳動物因行動不便，有可能被其他生物吃掉，甚至出現流產。孵蛋其實已經解決了氣候轉冷的問題了，為什麼還要進化出胎盤呢？這個問題，好像與自然選擇沒有多少關係。如果哺乳動物沒有胎盤，依靠孵蛋來繁育後代，也不會被自然選擇所淘汰。事實上，地球上真的有孵蛋的哺乳動物。
鴨嘴獸
地球上現存的最原始的哺乳動物是單孔目動物，最典型的單孔目動物就是鴨嘴獸，鴨嘴獸是靠產卵來繁殖下一代的，它們先將蛋產下來，然後放進育兒袋內，由自身的體溫來孵蛋，這種動物本應該歸類為鳥類，為什麼還將其稱之為“哺乳動物”呢？因為鴨嘴獸將蛋孵化出來以後，會用自身的乳汁哺育幼崽。鴨嘴獸的這些特點，有點類似於鳥類到哺乳類動物的“過渡”。那麼，生物進化出胎盤究竟有什麼難度呢？
成千上萬的細菌和病毒在寄生在人類的身上，這些細菌和病毒會被人體的免疫系統識別，人類的免疫系統對於外在的物體是有排異反應的，胎兒可以看作是人體內最大的“寄生蟲”，胎兒的血型、基因與母體是不一樣的，人體的免疫系統為什麼不會去攻擊胎兒呢？人類懷孕以後為什麼沒有排異反應呢？植物一般是通過進化出毒素來殺滅真菌和細菌，脊椎動物一般是通過自身的免疫系統來攻擊寄生生物，哺乳動物想要把胎兒放進自己的體內，面對的最大的問題就是如何能夠為胎兒提供營養的同時，又不讓免疫系統去攻擊胎兒。這就需要母體和胎兒之間能夠進行營養交換，而互不干擾。
哺乳動物都是在體內培育後代
6500萬年前，恐龍滅絕了，恐龍滅絕之後，哺乳動物興盛了起來，但是，哺乳動物並不是在恐龍滅絕之後突然出現的，哺乳動物的祖先還與恐龍同時生活了一段時間，哺乳動物的體型在恐龍時代都非常的小，有點類似於現在的鼩鼱，它們的身上長有毛髮，擁有乳腺，是恆溫動物，但是，卻沒有胎盤。哺乳動物的祖先利用內源性逆轉錄病毒的DNA片段進化出了胎盤。
20世紀的90年代，科學家發現了一種名為“HERV-W”的人類內源性逆轉錄病毒，這種病毒中的一個基因能夠合成合胞素，合胞素這種蛋白質存在於人類的胎盤裡。人類的胎盤上有合胞素，其他的哺乳動物的胎盤內也有合胞素，合胞素有什麼作用呢？科學家做了一個實驗，將小鼠的合胞素基因刪除了，結果被刪除了合胞素的小鼠的胚胎沒有一個順利發育出來，全都死掉了。合胞素能夠使得胚胎粘住母體，並且從母體內部獲取營養，這種病毒蛋白成為了哺乳動物進化出胎盤的關鍵。沒有病毒，也許哺乳動物的進化就是另外一番景象了。
人類的胎盤
科學家進一步提出假說認為，在1億年前，哺乳動物的祖先被一種內源性逆轉錄病毒所感染，這些祖先利用了這種病毒DNA的某個片段，從而具備了製造合胞素的能力，並進化出了胎盤。
什麼叫做“內源性逆轉錄病毒”呢？就是說這種病毒是我們身體內部的病毒，大部分脊椎動物的基因組中都能找到內源性逆轉錄病毒的DNA片段，我們人體有8%的基因是內源性逆轉錄病毒的DNA片段。當然，這些病毒可能是在幾百萬年前入侵人體的，經過漫長的歲月，它們的大部分DNA已經不復存在了，只留下了一些片段被人體所利用。因此，病毒一方面會入侵動物，另外一方面，動物也有可能利用病毒的DNA片段為自己服務。從這個意義上來說，沒有病毒，也許就沒有哺乳動物，沒有哺乳動物，就沒有我們人類。
第三：病毒在生物圈的作用
病毒在多大程度上促進了生物的進化呢？關於這方面的問題，仍然有待於科學家的進一步研究，我們現在所知道的，只是冰山一角而已。接下來，我們簡單講一講病毒在生物圈的作用。
在太陽系，地球以外的各大行星幾乎都是沒有氧氣的，地球形成的早期也沒有氧氣，最早進行光合作用的生物，其實不是植物，而是藍藻，藍藻是一種細菌，裡面含有葉綠素分子能夠通過光合作用併產生氧氣，它們利用太陽的能量，生產出了大量的氧氣，改變了地球大氣層的結構，使得地球從無氧的環境變成了有氧的環境，氧氣的到來使得大量的厭氧生物（主要是指細菌）滅絕了，為多細胞生物的產生創造了有利的條件。單細胞生物只有一個細胞，多個細胞組合在一起就特別的消耗能量，沒有氧氣，就沒有多細胞生物，我們人類每時每刻都在呼吸，獲取能量，但並不是每時每刻都在吃飯，這說明氧氣作為一種能量，比食物還要重要，如果沒有氧氣的話，地球上不可能出現多細胞動物，我們也無法在地球上如此的活躍。
藍藻
多細胞動物需要氧氣，但是，氧氣也不能太多，如果氧氣含量過高的話，那地球經常發生火災，甚至是隨便摩擦一下手掌，周圍都能著火。氧氣不能被無限制地製造，這裡面就涉及到氧氣和二氧化碳比例調節的問題，即全球的碳循環問題，海洋中的病毒數量非常多，它們每天能夠殺死海洋中15%至40%的細菌，這些細菌死亡之後，碳元素就被釋放了出來。
如果沒有病毒攻擊藍藻，水面會發生水華
科學家甚至在地球的海洋裡找到了一些病毒，這些病毒攜帶了光合作用的基因，也就是說病毒的基因可能也參與了光合作用。
總之，病毒可以在不同物種之間遊離，起到傳遞基因的作用，在生物演化史上，病毒就相當於一個“生物補丁”，病毒與動物之間可能也存在一個“軍備競賽”的問題，深刻影響了動物的進化。當然，我們也不能過分誇大這種生物補丁的正面作用，畢竟有的病毒還是有害的，為宿主帶來了很多的不良後果，有一些病毒甚至是致命的。因此，從某種意義上來說，病毒真的是將毀滅與創造完美結合了，如果病毒只有破壞作用，只會對宿主產生危害，它們也不可能存在到今天。
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