病毒与人在不断的相互影响中共同进化,从这个角度来看,病毒的进化过程中的毒性会不断怎样变化?

我们老师说下降!!我有点无语。

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7个答案
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贝塔-鱼病毒学博士研究生

2014-03-07 01:33

达尔文的进化理论告诉我们,在自然界中不具有进化优势的基因会被淘汰掉,不具有进化优势的物种会被清除掉。

而病毒过于简单,在进化过程中不具有优势。比如不能自主代谢,对宿主的依赖性太强;不能自主移动,在宿主间传播的难度太大;缺乏有效的保护结构(比如细菌的芽孢),不能在环境中长时间保持感染力;表面蛋白单一,跨物种感染能力太弱等等。

不过,由于病毒基因组复制的保真性极低,所以非常容易产生突变,这是病毒能够在不具有优势的进化过程中被留存下来的原因。

病毒与宿主间的进化关系一般是这样的:

容易导致宿主的死亡的病毒,往往不容易在宿主中大规模播散,所以在进化过程中很容易被自然选择后清除掉;

不容易导致宿主死亡的病毒有机会长时间的与宿主共进化。在这个过程中,病毒往往会获得逃避宿主免疫攻击的能力,也会变得对宿主的伤害越来越小,比如肝炎病毒往往在感染几十年后才会导致病人死亡,一些疱疹病毒甚至可以伴随人类一生而不会导致明显的症状。

在自然宿主中“安分守己”的病毒,偶然间可能出现跨物种的感染和传播,由于缺乏和新宿主长期共进化的过程,它对新宿主的毒力具有不确定性。比如原本在蝙蝠中的SARS冠状病毒对人类的危害极大,而原本在阿米巴原虫中的mimivirus,可能只会导致人类出现轻微的肺炎。

通常来说,能够经过自然选择后留存下来的病毒往往具有以下特性:

感染能力强:少量的病毒就能够成功的感染宿主;
传播能力强:能够通过较容易的方式(比如空气中的气溶胶)在宿主间播散;
适应能力强:对宿主的包容度高,自然宿主种类多;
对宿主的伤害小:不会导致宿主出现严重的症状,不容易导致宿主死亡。

病毒可能不会同时具有以上所有的特性,但是可能会以一种突出的特性来弥补其它方面的不足。不过,总体来说,病毒的进化是朝着以上满足几种特性的方向进行的。

你老师没有骗你啊...

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Ent古生物学博士生,科学松鼠会成员

2014-03-07 21:16

那个……其实不是那么简单。

病毒(甚至可以说所有的病原体)的毒性,大趋势是下降,这是对的,原因上面几位都说过了。

但是,不是无限下降。

病原体毕竟是寄生体,需要攫取宿主营养,需要传播。但不对宿主造成伤害,哪来的免费营养?不给宿主带来症状,哪来的广泛传播?

而且这不是一个简单的双方博弈,是一个公地悲剧。寄生在宿主身上的可不止一种病原体,你当谦谦君子,别人可能已经大手大脚把宿主吃空了。最后宿主死了,别人拿到大把的营养物质、繁殖了大量后代、传播了大量新宿主,你却什么都没得到。

再说,你怎么着也是个外来的寄生体,是不受宿主待见的。”老老实实过日子“并不能保证你免受免疫系统攻击,而为了抵御攻击,要么去反攻免疫系统,要么靠人海战术拼命繁殖自己的后代。无论哪一种都会对宿主造成更大的伤害。

当然,这伤害并不是"有意"的。但无论如何,后果是那些最”善良“的菌株都没了,最恶毒的菌株也都没了,剩下的是中等毒性的传染病病原体,繁殖能力和传播能力都不太弱,对宿主的伤害也不太强;但不可能向着温和的方向一路前进永不回头。对不同类的病原体,这个中间值也是不一样的。兔粘液瘤病毒当年引入澳洲的时候致死率接近100%,现在已经回落到40-50%,并稳定在此值;野外种群可以找到高达七八十和低至二三十的病毒株系,但都不成气候。

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最终是朝着与宿主共生的方向发展。寄生的关系远比简单的捕食关系要复杂,只有寄主活得好,且具有一定活动能力将病毒扩散开,这个病毒才有优势。同样,寄主也会发展出相应的机制来活命(我才不告诉你有性生殖在某种程度上也是策略之一呢)

什么你说为什么还有一些毒性那么强的病毒?

首先,病毒可以变异,而且变异得远比人类快得多。举个例子,一帮研究禽流感的科学家如果在年初和年末分别对同一地区的人群/鸡群进行抽样测序,测出的结果就可能很不一样。这也是为什么很多病毒难以弄出疫苗/药物

然后,很多对人类杀伤力大的病毒,都是从其他物种传过来的,人不是它们进化过程中的主要宿主。就拿流感来说,人类感冒的时候症状很弱不是吗?但是换到禽流感、猪流感就不一样了。艾滋病也是,它在很多猿猴类体内根本不会引起症状你知道吗?是上世纪80年代不慎由少数人扩散到人类群体中的。反过来也是,你知道猩猩对人类的感冒病毒压根没有抵抗力吗?(所以说在动物园还是与动物们保持距离为好)

最后,楼主一定没有玩过瘟疫公司

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首先你要明白寄生物种对宿主的入侵目的是什么,绝不是祸害宿主,而是生存和繁殖。
我觉得真正的“进化”后果,对宿主的危害性(也就是你所述的毒性)会越来越小。为什么呢?病毒需要利用宿主自我存活和繁殖,那么,一旦宿主早早挂掉,显然不能提供更多材料了,这不符合寄生物种的目的。最理想的结果是和谐共生。
其实有时候对宿主造成的危害是由于宿主自身免疫引起的,比如炎症反应。免疫系统为了抵抗外来入侵者而采取的措施。
所以说你老师的说法是对的。

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补充一下@Ent 大神的观点:
人体这战局参战方太多了。有人体的免疫系统,各种寄生虫,真菌,细菌,病毒(包括噬菌体)。为了抢夺地盘和营养,在给人类造成影响的同时,微生物间也在内战(当然也有结盟)。所以维持体内菌群平衡是可以抵抗病原体的,因为外来生物想要影响人体,首先要过了本地微生物这一关。甚至在某些不得不杀灭本地微生物的情况下,人体还没有被病菌感染就会先病倒(比如伪膜性肠炎)。微生物为了自保,可以和包括人体在内的任何一方结盟。比如阴道菌群会维持一个酸性的环境来阻止外来者。

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寄生虫对中间寄主的伤害好像要小一些,病毒是不是有类似的情况呢?

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自然选择下的病毒不能毒性太 历害,因为它跟宿主是共生关系,把宿主灭了,也就把自己消灭了——这种观点过于简单化了。一种病毒的成功与否,取决于复制速度、免疫应答、变异频率以及传播途径等诸多因素,而不只是简单的你好我也好的共生方式。

有几个因素要考虑。首先是病原体相互间的竞争。在自然选择的压力下,毒力强的病原体有时会比那些毒力弱的更有竞争优势。如果有种病原体虽然致死率很高,但可以抢在其他病原体扩散之前捷足先登,那么显然,被淘汰出局的只会是后者。

其次,传染病的传播极为依赖宿主免疫系统的刺激性反应,各种类型病原体由于传播途径不同,因而其毒力的强弱也会导致不同结果。比如流感病毒,如果毒力强到让患者一病不起,那么也就无从传播,相反,疟疾的最佳策略却是让宿主精力全失,无力趋赶身边的蚊虫,因而毒力越强就越容易传播。

再者,很多病原体并不依赖人类而存活,即便人类都死光了对它们也没什么太大影响。比如禽流感。

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