说到细菌和病毒,我们常常把它们和疾病联系起来。小时候哥哥和阿妹最害怕的就是这些看不见的坏蛋。但是实际上,离开了它们,我们人类根本不能演化出来,也不可能存活下来。今天来看看我们都有哪些细菌和病毒朋友。
我们的消化系统肠道必须要有细菌才能消化食物,这些细菌还会合成一些维生素和抑制有害细菌的生长。记得哥哥有一次拉大便出血我们去医院吗?医生使用了抗生素,但同时又给了益生菌,这是为什么?抗生素是为了杀死坏细菌,但是因为好细菌同时也被杀死了不少,所以益生菌可以帮助维持肠道菌种平衡,不让坏细菌有机会回来。
还有我们很多食物都是靠细菌帮助才制成的,包括你们做喜欢吃的一些食物。想想看,这样的食物有哪些?
他们两个想到了:面包,火腿,芝士,红茶菌饮料,酸奶。
线粒体则是另外一个奇迹,线粒体是细胞内合成能量单元ATP的场所,糖,脂肪,氨基酸都在这里做最后一步降解。科学家从发现肌肉细胞里的线粒体开始就在探究它的来源。线粒体的内膜类似细菌的膜,线粒体的内部含有自己单独的,不同于细胞的遗传物质,线粒体自己能够分裂繁殖。所以科学家们认为线粒体是一种细菌,在生命演化早期被细胞俘获后形成了共生关系。阿妹这时候补充道,共生关系有三种,互利的,只对寄生体有利的,寄生体和宿主都无利的。线粒体应该是属于互利的,线粒体可以方便地获得保护和源源不断的食物,而细胞则可以高效地分解营养物质获得生物能量单元ATP。
这时候哥哥提出一个问题,人体里的细胞有多少是属于人的,多少属于细菌的?这是个好问题,阿妹猜测细菌细胞占10{82d421373fcc3c8988724c178618587190cde72dc92a4674dcadf7bd8e705445},哥哥猜测95{82d421373fcc3c8988724c178618587190cde72dc92a4674dcadf7bd8e705445}。好奇的同学自己去搜索答案吧。
接下来我们说说病毒。你们知道病毒和细菌有什么不同?
两个小朋友知道细菌和病毒大小不同。哥哥提出细菌的遗传物质是DNA, 病毒则是RNA(虽然这个是不对的,但他的假设其实是很有意思的假设,因为病毒变异快,而RNA不如DNA稳定,两者有没有关系?)。他还知道感冒是病毒引起的,吃药是没用的,大概是他小时候经常感冒学到的知识吧。
我告诉他们细菌和病毒的本质差异在于细菌是独立的生命体,有细胞膜,染色体,在自己体内合成蛋白质,分裂繁殖。而病毒只有蛋白质鞘包裹着一些遗传物质,它们需要欺骗宿主细胞,混进去靠细胞提供场所和材料来复制它们的遗传物质。
最新的研究表明,病毒是哺乳动物和人类演化的主要推动力量。病毒的一个特别本领是它能够钻进细胞伪装成细胞的一部分。有的时候病毒甚至把自己的基因接到宿主细胞的基因上面,成为宿主基因的一部分。人类基因组大约8{82d421373fcc3c8988724c178618587190cde72dc92a4674dcadf7bd8e705445}的DNA来自于病毒。阿妹听到这里有点害怕,我换了个说法,说是另外一个看法是人体细胞捕捉了病毒细胞,把它当作自己的食物,这部分外来基因平时不起作用,就像一个储存仓库,和你们的lego箱子一样,一堆各种形状的积木都储藏在哪里,到需要的时后才会拿出来用。
我们的身体会通过排异反应来保护自己,即便是父母和孩子之间移植器官都会被排斥。但是胎儿为什么不会被母体排斥呢?这个就要感谢病毒了,科学家们认为,胎盘是隔离母体和胎儿的屏障,而胎盘的形成则是依靠一种曾经是病毒基因,现在已经成为人体一部分的基因产生的蛋白质syncytin来融合胚胎和母体细胞,这样胚胎把胎盘认为是自己的,母体也认为胎盘是自己的,就像我们前面说的,我们用到了病毒最擅长的技术,把自己融合到其它细胞里面去。
所以在人类演化的历史里,细菌和病毒既是我们的敌人,也是我们的朋友。
