[转帖]病毒有生命吗？

bearmanxhq

散论-9 病毒有生命吗？

作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智

《丁香园>生命科学总版》,
ddandgg网友发帖：病毒是不是生物？有不少书上是这么说的，生物可分为原核生物、真核生物和病毒。可生物有两大基本特征：新陈代谢和遗传变异，对于病毒来说，新陈代谢必须借助于宿主细胞进行，也就是说没有独立的新陈代谢功能，那病毒能算是生物吗？再就是有个与此相关的问题：所有的生物都含有核酸，这种说法对不对？如果病毒不是生物，上述说法是正确的；如果病毒属于生物，那上述说法就不确切，因为有些病毒就没有核酸，比如朊病毒。大家的意见怎样？欢迎展开讨论。
王立燕网友回帖：个人意见:病毒并不是生物.病毒的生命假象仅仅是纯粹化学反应的外在表现.以噬菌体为例:我认为当它的尾丝接触到宿主细胞表面时,会受到一个化学刺激,发生一系列生化反应象释放溶菌酶水解细胞壁;尾鞘蛋白收缩,进而把尾管插入宿主细胞中然后…………仅仅是一些化学反应的集合和必然结果.这仅仅是我的理解。
ddandgg网友发帖的时间是2005年4月21日。这说明，“病毒有生命吗？”这个问题现在仍旧是现代人关心的问题。自从病毒被发现以来，已经有百年历史了。对于一般群众来讲，“病毒是生命世界的一分子”这个结论是不言而喻的。但是，这个问题在已经病毒的专家看来则完全是另一个样子。至今他们仍旧在问：“病毒有生命吗？”（如ddandgg网友的帖子）。并且常常给予否定的回答。最多也是模棱两可。因此，我认为，现在的确还有讨论这个问题的必要性。当然，在这样长的时间范围里对这个问题的讨论，在不同事情，讨论的出发点也不一样。我们现在所要进行的讨论，就是从后现代理论医学的角度进行的。这是一个新的角度，希望大家给予关注。

一 病毒的发现和“病毒有生命吗？”问题的提出

1892年俄国人伊凡诺夫斯基研究了烟草植株的花叶病。他把感染了的植株碾碎，并且用滤器过滤汁液，将细菌滤去。发现无菌滤液能够传播疾病。荷兰人贝哲尼克说这种液体含有一种看不见的、超显微的感染性活物。他把这种物质命名为滤过性病毒，后来简称“病毒”。1892年的发现当时并没有引起人们的重视。一直到1898年巴斯德的助手查伯兰德用同样的方法鉴别出病毒后才为科学界所重视。
从那以后又过了43年，即1935年，美国人斯坦利才分离提纯了世界上第一个病毒——烟草花叶病毒。在新泽西州普林斯敦大学，他证明病毒能够从浓缩溶液中制成化学分子一样的结晶。这样的结晶没有通常人们所能够理解的新陈代谢那样的生命现象。但是，结晶重新溶解后仍旧保持着原有的传染性。不久还证明了烟草花叶病毒含有核酸和蛋白质。斯坦利于1946年荣获诺贝尔奖。
后来的研究发现，病毒不同于其他的微生物，它们不能在一定的化学溶液中繁殖，只能在有特殊的活细胞或宿主机体存在的情况下繁殖。病毒的复制只有在活细胞内，利用细胞的内环境才能实现。因此，有人把这种基因直接产生的细胞内环境称为基因环境，以与由于活细胞功能和相互作用的结果所造成的生物环境相区别。
问题的焦点在于怎样理解病毒的结晶。这种结晶耐冷而不耐热。把病毒加热到60℃，经30分钟大多被灭活（肝炎病毒除外）。在冰箱内温度越低，保存越久。以冷冻真空干燥后可保持更久，数月至数年。关于病毒是否是生命的问题，主要是针对这种结晶状态提出的。

二 病毒是生命的早期形态

1 宇宙的起源
宇宙起源于原始物质的大爆炸。原始宇宙物质处于无限高密度的状态，发生大爆炸后，原始宇宙物质向宇宙空间扩散并形成不均匀的宇宙星云。这些星云在万有引力作用下收缩形成宇宙的不同结果，如：星系、恒星、行星、卫星等。在星云物质收缩的过程中，物质的密度和形态也在不断地发生变化。在压力和密度的不同位置，星云物质可表现为气体、液体和固体等不同形态。如太阳这个恒星是气体的，地球这个行星是固体的（外面有气体、液体，里面有液体）。
2 生命起源的自然条件
生命起源的问题是一个很复杂的问题，由于科学水平的限制，致今还没有明确的结论。所以，我们这里所说的生命起源也只是一个理论上的推论。首先，生命起源应该是一个客观的物质过程，不论我们是否认识到这个过程，这个过程都是存在的。这个唯物主义的结论的内涵是说生命起源问题其实是自然而简单的，没有什么神秘，在宇宙形成的过程中一定会出现生命产生的条件，而在这个条件小生命也就产生了。其次是生命产生的具体条件。这个条件应该包括两个因素，一个是高密度，另一个是流动性。这两个条件都是保证物质之间的化学反应能够充分进行。能够满足这两个条件的物质形态就是液体状态。也就是星球形成过程中出现的液态层圈中。说到液体，人们就会想到水，但是，这里要明确的是，在宇宙星球形成过程中出现的这个液体层圈不是水而是“星云物质”，即形成星球的那些物质。这些物质的种类很多，并处在高温、高压、高密度的状态，正是这个状态才使各种物质的各种化学反应能够充分进行并最终产生生命。
现在人们有一个认识已经比较确定，即生命是产生于原始的海洋中，即产生于水中。这可能是不对的。我们也可以说生命是产生于原始的海洋中，但是，这个海洋不是由水组成的，而是由液态的宇宙物质组成的。有的科学家形容这个原始海洋很可能就像现在看到的“鸡旦清”一样。天文学和地质学的研究告诉我们，现在地球上的海水是固体地球形成后开始的火山爆发喷出的水蒸气遇冷凝结而成的。也就是说生命的产生比水产生得早。再有，由于产生生命的液体圈的高密度，阳光是照不进来的，所以，生命是产生于无光的情况下。天文学、地质学和生物学的研究告诉我们，地球上的氧气是产氧生物产生的，所以，生命产生时地球上还没有氧气。这样，我们就知道生命产生的基本状态是三高三无，即：高温、高压、高密度，无光、无水、无氧。这些可能与我们关于生命起源的条件的一般想法相差很远，也正是由于这个原因，我们才没有找到研究生命起源的突破口。
3 生命产生的时间
科学家在研究岩石中的细菌化石的时候推断， 这些细菌产生于35亿年前，再以此为根据推断，最早期生命产生的时间可能是38-40亿年前。现在科学界公认地球的年龄是46亿年。所以，可以说生命是产生于地球诞生的早期阶段。甚至可以说是在硬质地壳形成之前生命就已经产生了。从那时到现在地球的自然条件发生了很大的变化，无论是地质结构还是地球表面的气候，都发生了巨大的变化。按着现在的条件去研究生命的起源肯定是不行的，而我们许多研究者却正是这样做的。他们设想在宁静的海湾中会产生生命，在暴风雨的雷电中会产生生命，等等。其实在什么产生的时候，地球是既没有海也没有雷电，甚至可能连硬质的地壳都没有。在我们知道了这个信息以后，我们不仅会看到生命的复杂神秘，还会体会的生命的顽强并使人敬畏。可以说生命确实是在地球诞生的烈火中诞生的。
4 病毒是生命的早期形态
前面说了生命产生的条件和时间，现在要说生命产生时的最早形态。最新的研究提示，生命的最早期形态可能就是核酸。这是研究者的一般推论，本文现在不做具体论证，只是想补充一点：在生命产生的那个时候，核酸周围有足够的物质和足够的能量保证核酸的合成。也就是说，核酸就产生并生存在能产生核酸的那些物质原料中。这样我们就可以知道，当时的核酸一定是裸露在这些原料中的。核酸的修复和复制都不需要什么复杂的结构就可以与原料之间直接进行。现在我们知道，核酸是在细胞核里面，核酸复制的原料要由细胞质来提供。那么，我们可以设想在生命产生的时候，整个自然界就是核酸的细胞质。
后来，硬质地壳形成，地心的热量与地表的气态物质之间不能进行交流，地表的气态物质热量不断向宇宙空间散失，地表温度下降。这时火山喷发出的水蒸气凝结成雨水降到地面，形成海洋。这时早期生命物质也随着雨水落到海洋中。这样，核酸生命不仅存在的位置发生了变化，更重要的是周围的物质密度变得稀薄了。为了保持核酸周围的物质密度，生命进化出一层膜，把原料物质仍旧积聚在核酸周围，这样就形成了细胞结构的生命形态。这是生命的一个进步。这时，一部分核酸生命进化成细胞生命，但是也有一部分核酸生命没有进化成细胞生命，而是继续保持自己的单纯的核酸形态。当然，由于环境的恶化，它还是弄了一个蛋白质膜把自己包了起来。因为没有原料的供应，这样的核酸生命已经不可能进行复制。为了复制，它不得不进入新形成的细胞生命中利用细胞生命的原料。这样一个新的寄生方式的生命也诞生了，这就是现在我们说的病毒。从以上叙述可知，病毒生命可以说是早期裸露的核酸生命的直系后裔，也是比细胞生命更早的生命形态。

bearmanxhq

三 机械论的细胞理论

我们对生命物质结构的认识是从整体观开始的。所谓生命，就是指具有生命活动的一个整体人，或者，一个整体动物。后来，随着解剖学的发展，我们认识到生物体是由各个功能系统组成的。如：呼吸系统、消化系统、循环系统、等等。后来又认识到，每个系统又是由一组器官组成的。如：消化系统是由口、食管、胃、肝、胰、十二指肠、空肠、回肠、结肠、乙状结肠和肛门等器官组成的。等到显微镜发明以后，通过显微镜的观察，人们又发现一切器官都是由细胞组成的。在当时的认识水平上，细胞成了生命物质不可再分的最基本单位。因此，按照现代科学还原论的理论指导，人们就将细胞确认为生命的最基本物质。也就是说，在回答：“什么是生命？”这个问题时，可以回答说“细胞就是生命”，或者，“生命就是细胞”。这样就建立了生命的细胞学说。
17世纪的60—70年代，列文•虎克、罗伯特•胡克和斯旺麦丹等人，利用刚刚发明的显微镜发现了细胞。但是，一直等了200年，到19世纪中期，才由施来登总结得出初步的细胞学说。施来登是研究植物学的，所以，他的细胞学说主要是指植物而言的。他认为，细胞是一切植物的结构的基本的活的单位。和一切植物赖以发展的基本实体。细胞是有生命的独立单位。植物的发育是靠新细胞的不断形成实现的。在施来登以后，并且是在施来登研究的基础上，施旺将细胞学说从植物学领域扩大到动物学和所有生物学领域。使细胞学说成为全部生物学的最基本的理论。施旺认为：异常繁多、丰富多彩的动物形态只有通过简单的基本形成物的不同组合才能产生出来。这些基本生成物，虽然有各种不同的变种，但是本质上处处都是一样的。就是说，它们都是细胞。有机体的基本部分不管怎样不同，它们都有一个普通的发育原则，这个原则便是细胞的形成。施旺宣称：我们已经推倒了分隔动物界和植物界的巨大障碍发现了基本结构的统一性。他说，所有的细胞，无论植物细胞还是动物细胞，均由细胞膜、细胞质、细胞核组成。最后，细胞病理学的创立者微尔和将细胞理论应用于对疾病的理解。微尔和认为，细胞是形成组织、器官、系统、和个体的相互隶属的巨大形成链中始终不变的最后一环。在其下面，除了变化，再没有别的了。他认为，“疾病”实际上是改变了的“生命”。在正常和病理之间，并没有质的区别。生命过程和结构的通常程序及安置受到了疾病的干扰，但仍保持着即使是疾病也必须遵守的基本的过程和结构。这样，微尔和不但确定了疾病的定义，而且将细胞确定为疾病发生的位置。这样，细胞学说不但是生物学的基本原理，也成为医学的基本原理。从那时到现在，又有150年的时间过去了。虽然后来有了基因理论的出现，但主导现代医学的仍然是微尔和的细胞病理学。我们现在的绝大多数医学研究人员都是细胞病理学的信奉者和执行者。如果有哪一位临床医生提出与细胞病理学不一样的观点那他一定会丢掉这份职业。
一般研究者在研究细胞理论时，大部分到此结束。但是，我们后现代理论医学认为到此还不能结束。我们现在要说的是，细胞理论还有一个最后加工的过程。这个最后加工的过程是由法国的贝尔纳完成的。按现在后现代科学的系统理论观点，细胞理论是机械论、还原论的产物。将复杂的生命运动归结为细胞的活动是片面的、不正确的。细胞只不过是生命系统中的一个物质层次，细胞处于复杂的相互作用之中。正是这些复杂的相互作用，才反映了生命的本质。而一个细胞的单纯的状态，并不能代表生命整体的状态。系统论与还原论是根本不同的两种观点。当我们站在系统论立场上指出还原论错误的同时，也应该认识到还原论产生的时代背景和历史必然性。我们不可能要求在当时科学水平的人们产生系统论思想。但是，当我们回顾历史的时候，却惊喜地发现，尽管当时的人们无法一步走到系统论的程度，他们还是在潜意识中感觉到单纯的细胞理论距生命整体较远，并缺少可操作性。无法在临床实践中广泛应用。正是为了解决细胞与整体之间的关系，法国的贝尔纳创立了一套“内环境平衡”的理论。这个理论以细胞理论为核心，解决了细胞与整体之间的关系问题，使细胞理论在临床实践中得以实行。（即“初步给出一个说法”。不论这个说法正确与否，它的意义在于“可以按此方向行动”。正确与否是一回事，能否行动是又一回事。）也正因为在临床实践中得以实行，才最终确立了细胞理论的存在。因为贝尔纳的工作，临床医学正式进入细胞医学阶段。与此同时，贝尔纳所倡导的实验方法，也被现代医学所接受。现代医学又称为细胞医学和实验医学。这都是与贝尔纳的工作分不开的。现代医学有许多开创者，而贝尔纳是现代医学的定型者、完成者。可以相当于物理学中的牛顿。当然，贝尔纳没有牛顿那么大的名气。正因为如此，贝尔纳去世时，在法国得到国葬的最高礼遇。

四 系统论对细胞理论的批判

上面对细胞理论的产生、发展和主要内容做了简单介绍。下面介绍一下系统论是如何认识细胞理论的。这里引用系统论创始人贝塔朗菲在其著作《生命问题》一书中的一段论述：
传统的细胞理论认为细胞是生命的基本单位，好比认为原子是化合物的基本单位。因而，从形态学上看，多细胞有机体好像是细胞这种构成单位的聚集体；在生理学上，人们则倾向于把整个有机体中的生理过程分解为细胞内的生理过程。微耳和（Virchow）的“细胞病理学”和弗沃恩（Verworn）的“细胞生理学”，对这种观点作了纲领性的论述。
　　对生物中个别的部分和过程进行分析是必要的，而且是更深入地认识生命的先决条件。然而，单采用分析方法还不是充分的。
　　生命现象，如新陈代谢，应激性，繁殖，发育等等，只能在处于空间与时间并表现为不同复杂程度的结构的自然物体中找到；我们称这些自然物体为“有机体”。每个有机体代表一个系统，我们用系统这个术语所指的是由处于共同相互作用状态中的诸要素所构成的一个复合体。
　　从这种显而易见的陈述中可以看出，分析和累加的概念必然有以下的局限性。第一，它不可能把生命现象完全分解为基本单位；因为每一个别部分和每一个别事件不仅取决于其自身的内在条件，而且不同程度地取决于整体的内在条件，或取决于该整体作为一个部分所从属的更高级单位的内在条件。因此，孤立部分的行为通常不同于它在整体联系中的行为。杜里舒实验中孤立的分裂球的行为，不同于它在完整胚胎中的行为。如果将细胞从有机体移植到适当的营养物中加以培养，由此生长成的组织的行为，不同于它们在有机体中的行为。脊髓孤立部分的反射，不同于这些部分在完整无损的神经系统中的行为。许多反射只能在孤立的脊髓中清楚地表现出来，而在完整无损的动物中，比较高级的神经中枢和大脑的影响明显地改变了这些反射。因此，生命的特征，是从物质和过程的组织中产生的。与这种组织相关联的系统的特征。因而，生命的特征随着整体的改变而改变，当整体遭到毁坏时，生命的特征就随之消失。
　　第二，现实的整体显示出一些为它的各孤立的组成部分所没有的性质。生命问题是组织问题。只要我们从整体组织中挑选出个别现象，那么我们就不能发现生命和非生命之间的任何根本区别。无疑，有机分子比无机分子复杂得多；但是，它们与死的化合物并无根本区别。甚至复杂的过程，如细胞呼吸和发酵过程，形态发生，神经活动等等，长期被人们看作是特殊的生命过程，在很大程度上能用物理－化学加以解释。其中许多过程，甚至可以用无生命模型进行模拟。可是，我们在生命系统中看到的各个部分和过程进行的奇异而特殊的有序活动，提出了一个根本性的新问题。即使我们有了构成细胞的所有化合物的知识，也还不能解释清楚生命现象。最简单的细胞已经是极其复杂的组织，目前人们只是模糊地认识到它的规律。人们通常提到“生命物质”。这个概念根本是一种谬见。在铅、水、植物纤维素都是物质的意义上，不存在“生命物质”，因为从中任取的部分显示出与其余的部分有相同的性质。而生命与个体化和组织化的系统是密切相关的，系统的毁坏，导致生命的终结。
　　对生命过程也可以作类似的思考。当我们考察活机体中发生的个别化学反应时，我们不能指出它们与无生命物体或腐尸中发生的化学反应之间任何根本区别。但是，与我们考察有机体或有机体的部分系统，例如细胞或器官内的化学反应过程的整体而不是单个过程时，可以发现生命过程与非中命过程的根本差别。例如，我们发现有机系统内所有组成部分和过程如此高度有序，以致使该系统能够保存、建造、恢复和增殖。这种有序性从根本上将活机体内的事件与非生命系统或尸体中发生的反应的区别开来。（第14—17页）


五 系统论对细胞理论的重新确认

从某种意义上讲，系统论就是研究物质的相互作用关系。在这个过程中，发出或接受信息的物体被称为“行为主体”。在现代自然科学以简单物质作为研究对象时，没有这类概念。当然，复杂物质以前也一直存在着，现代科学时代当然也要大量遇到复杂物质。只不过现代科学总要将复杂物质分解成简单物质，然后再去研究。这样，现代科学的各种定理就可以应用了。在这个过程中，人们也会遇到“行为主体”问题，只不过人们不是用这个名词。人们采用的概念是“物质的基本构造“、”基本单位“。对于生命问题来讲，说的是”最基本的生命物质“。研究的结果发现，在物理、化学这个非生命世界里，物质的基本单位是分子和原子，是各种基本粒子。在生命科学领域，开始认为细胞是生命的基本物质，现在又认为基因、DNA是最基本的生命物质了。所谓细胞理论，就是称细胞是最基本的生命物质、生命单位的理论。站在机械论、还原论的水平，这是完全正确的。但是现在，当科学已经进入后现代科学阶段以后，人们站在后现代科学的立场上就会发现，现代科学的还原论认识方法不能认识复杂物质的性质。对于复杂系统来讲，它的性质是一种动态的网络关系。根本不存在某种起主要作用、基本作用的实体。（这与“序参量”不是一回事）因此，系统理论认为，在研究系统问题时，不存在“基本结构单位”的概念。只存在“系统”。系统是一个整体，是不可分割的。研究系统只能用“整体观点”，用“整体方法”来研究。如果将系统分割成部分去研究，发现部分不能代表整体。这就是现代科学还原论与后现代科学系统论的一个重要理论差别。但是，这个差别只是系统理论刚刚出现时的差别。从时间上说，也是半个世纪以前的情况。现在，随着系统理论进入到“复杂”理论阶段，研究人员对上述问题又取得了新的研究成果，又有了新的概念。复杂理论重新承认物质“基本结构单位”的存在。因为任何物质，当然有它自己特殊的结构。但是，对于复杂物质来讲，因为它是由不同层次、不同物质组成的 复杂网络，所以，可以认为，不同层次的不同物质，也都有自己的基本结构单位。这样，就把现代科学的“基本结构”的概念与系统理论的网络概念结合起来。系统理论将网络中的不同层次、不同子系统的“基本结构”称为该层次、该子系统的“行为主体”。而行为主体也随着系统的层次、网络结构而分布，即对一个复杂系统而言，不存在单一的、绝对的基本结构——行为主体。系统中，存在多个行为主体，这些行为主体按系统的层次、网络结构而分布，每一个层次都有本层次的行为主体。这就叫做行为主体的层次性。
比如，在社会这个大系统中，第一个最基本的行为主体是个体的人。没有这个行为主体，社会就不存在了。可是，作为社会中的一所医院，这个子系统中，个人就不是行为主体。这里的行为主体是“科室”。如“内科”，“外科”等。在医院里哪一个医生不上班都不会影响医院的整体业务功能。但是，如果有哪一天，一个内科全体休假，或罢工，那么，这个医院全部内科患者就无法处理，这就影响了医院的整体工作。所以，对医院来讲，科室是行为的主体，而不是个人。再往上推，作为一个城市，一个地区来讲，科室又不是行为主体。这时一个行业成为行为的主体。因为在一个地区可以有许多医院，只有全部医院都关门才会影响到社会的医疗功能。这就表现出了不同层次有不同的行为主体。细胞理论的错误在于忽略了其他层次的行为主体，把细胞看作生命唯一的层次的唯一的主体。
系统理论从不承认基本结构到承认它，是一个发展和进步。但是，这个承认是经过改造的。即基本结构也是分层次的。基本结构和系统两个概念合成一个概念。只是视环境和研究的角度不同而不同。总之，最后的结论是，系统理论重新承认，细胞是生命的一个基本结构，是生命系统中的一个行为主体。但是，它只是在这个层次上：在细胞组成的“组织”这个层次上。现代医学中的细胞是整个生命的基本结构，系统理论中。细胞只是“组织”这个层次上的基本结构，这是完全不同的。现代医学中的细胞是生命王国的国王；而在系统论中，细胞只是一个普通公民。它只在自己的私人范围内有自己的权力。