人造病毒与人类基因变化的关系

ARTIFICIAL VIRUSES

关于寄生物和寄主被禁锢在进化军备竞赛中这一说法，有一个意外的证据来源：电脑的内部结构。在20世纪80年代末期，进化生物学家注意到在电脑高手中出现了一门新学科——人造生命。它是一种计算机程序，可以模拟真实生命的复制、竞争和选择的过程。从某种意义而言，这可以证明生命是一种信息的集合形式，也可以证明其复杂性可能来自无目的的竞争或随机的设计。

如果说生命是由信息组成的，而生命又布满了微小寄生物，那么我们应该可以推断出，信息也会受到寄生物的干扰。计算机历史上第一个可以被称为“人造生命”的程序可能只是一个看似简单的由200行代码编写的程序。该程序由加州理工学院一位叫作弗莱德·科恩（Fred Cohen）的研究生于1983年完成。这个程序是一种“病毒”，它可以复制自己，迂回进入其他程序。这与真实病毒复制自己并进入其他寄主体内的方式是一样的。从此，电脑病毒成了一个全球性的问题。看起来，寄生物在任何生命体系中都是不可避免的。

但科恩的病毒以及之后的病毒都是人造的。直到特拉华大学的生物学家托马斯·雷（Thomas Ray）对人造生命产生了兴趣，计算机病毒才第一次自发出现。他设计了一套名为蒂拉（TIERRA）的系统，它是由相互竞争的程序组成。系统可以不断地修补由细微错误引发的突变，各个程序以牺牲其他程序为代价来壮大自己。

效果相当惊人。在蒂拉系统中，程序开始进化出自身的缩短版，79个指令长的程序开始取代原始的80个指令长的程序，而后突然出现了只有45个指令长的程序。它们所需的编码有一半是从较长程序中借来的。这些是真正的病毒。不久某些程序就对这些病毒产生了托马斯·雷所说的免疫力，通过隐藏一部分字节来保护自己。但病毒并没有被击败。在困境中，突变的病毒出现了，它可以找到隐藏的字节。

至此，进化军备竞赛也逐渐白热化。托马斯·雷使用电脑时，也会不时地偶遇自主出现的超级病毒，有的擅长社交，有的擅长欺诈，这一切都源于可笑、简单的进化系统。他发现寄主—寄生物军备竞赛是进化最基本、最不可避免的结果之一。(www.xing528.com)

这个军备竞赛的比喻，还是有缺陷的。在真实的军备竞赛中，过时的武器是不会有翻身机会的。弓箭的时代一去不复返。但在寄生物和寄主的竞争中，旧武器才最具杀伤力，因为对手已经忘却了对付过时武器的方法。因此红皇后可能不是停留在原地，而是回到了出发地，如同被罚把巨石推上山的西西弗斯，不论他怎么推石头，石头总会再次滚落。

动物对抗寄生物的方式有三种。第一种方法就是快速成长、分裂，从而把寄生物甩在身后。植物育种者都熟知这一点，比如，植物的尖端迅速成长，聚集了植物体内所有的能量，一般还没有受到寄生物的侵袭。一种较为新颖的理论认为，精子非常小，为的就是不为细菌预留空间，如此也就不会影响卵子了。人类的胚胎在受精后迅速进行细胞分裂，也许是为了让病毒和细菌没有立足之处。第二种防御手段就是性，它的作用比较迅速。第三种防御方法是免疫系统，只有爬行动物的后代才会采用。植物、昆虫和两栖动物有另外一种防御方式：化学抵御。它们制造出一种化学物质，可以毒死害虫。其中一些种类的害虫在进化中破解了这种毒液，军备式的竞赛再一次开始。

抗生素是从真菌中提炼出来的一种能消灭细菌的化学物质。但当人类开始广泛使用抗生素后却发现，细菌发展演变出了抵抗抗生素的能力。人们从致病菌对抗生素的耐药性中发现了两个惊人之处：第一，这种抵御基因似乎可以由一个物种转移到另外一个，从无害的肠道细菌转移到致病菌，这种传递方式与性转换基因的方式相近。第二，很多微小细菌的染色体已经具有这种抵御病毒的基因，唯一需要的是开发出一个可以开启此功能的机关。细菌和真菌的军备竞赛，使许多细菌具备了对抗抗生素的能力，若细菌进入了人类的肠道，那么它们就不再需要这种能力了。

相对于寄主而言，寄生物的生命太短暂，因此寄生物会迅速地进化并适应新环境。艾滋病毒基因在10年间的改变相当于人类在1000万年间的基因变化。对于细菌来说，一生的时间可能只有半小时；而人类每隔30年才会产生一个世代，所以人类是进化史上的“乌龟”。