测量地球上的病毒数量
如果您感染了流感,呼吸道中每个受感染的细胞都会产生大约 10,000 种新的流感病毒。 再过几天,你体内产生的流感病毒数量将高达100万亿。这比地球上所有人类的总和还要多10,000多倍。 一个普通健康人体内大约有3,1012种病毒,如果把世界上所有人的所有病毒放在一起,你可以装满大约10个**桶(1桶大约是159升)。
但土壤中的病毒更多,美国特拉华州湿地的某些地区每毫升土壤中含有约40亿个病毒。 土壤中的病毒大多是生活在细菌中的病毒,这种病毒被称为噬菌体。
如果一个人有这么多病毒,我们这个星球上总共有多少病毒?科学家们无法计算地球上的每一种病毒,他们所做的是采集不同环境的样本——土壤、淡水、海洋等——然后做出合理的推断。 但是,随着调查的深入,推断的结果将发生变化。
过去,科学家使用电子显微镜对样本中的病毒进行逐一计数,以研究病毒的数量。 但这是一个可怕的解决方案,部分原因是病毒的一些宿主——细菌和原生动物——大多无法在人工环境中生存。 没有活着的宿主,病毒就无法生存,也无法知道有多少。
但科学家们提出了一个更好的解决方案:他们无需寻找成熟的病毒,而是可以简单地测量特定样本中DNA片段的数量。 通过这种方法,科学家们发现了关于海洋的惊人事实。 海洋曾经被认为是病毒的沙漠,但实际上它是世界上大多数病毒聚集的病毒DNA的肉汤。 与陆地土壤一样,科学家们发现海洋中的病毒基本上是噬菌体。
通过检测病毒DNA,科学家推断出地球上的病毒总数约为1,031。 这个数字大约是整个宇宙中恒星总数的1000万倍。 如果你在地球上将每种病毒一个接一个地连接起来,由此产生的病毒链将跨越月球,穿过太阳,穿过比邻星,穿过银河系的边缘,穿过仙女座星系,一直到2亿光年之外。
不要忘记RNA病毒
然而,科学家们早就知道,还有另一种不同形式的病毒,它使用不同的分子作为基因。
DNA是双螺旋结构,两条链上都有基因。 当我们体内的基因转化为蛋白质时,DNA 被复制到称为 RNA 的单链分子中。 在一些病毒中,RNA取代了DNA,并承担了携带基因的任务。 流感病毒是许多RNA病毒的典型例子。 与噬菌体不同,RNA病毒从不感染细菌。 相反,它们会感染我们以及其他动物、植物、真菌以及原生动物,所有这些生命都被称为真核生物。
科学家在考虑病毒总数时没有考虑RNA病毒,所以1031可能不正确。 近日,美国夏威夷大学的科学家首次估算了RNA病毒的数量,从瓦胡岛(夏威夷群岛主岛)的码头舀出约115升海水,然后通过一系列过滤等步骤提取出海中所有病毒的RNA。 然后,科学家们测量了RNA的总质量,并根据病毒中所含RNA的平均质量,他们可以估计出里面有多少RNA病毒。
结果令人震惊:海洋中大约一半的病毒是RNA病毒。 这很奇怪,因为RNA病毒只能感染真核生物,而海洋中的细菌(噬菌体作为宿主)的数量远远超过真核生物。 然而,考虑到真核细胞产生的病毒比细菌多得多,这并不难理解。
如果这项研究是正确的,那么地球上的病毒总数,可能是1031加1031,将使你的病毒链长达4亿光年。 然而,目前只有一种样本量,科学家需要从全球采集更多样本才能获得更准确的结果。