S.略呈卵形，边缘有些模糊，黑色斑点散落在斑驳的灰色背景上，看起来很像一幅后现代绘画。1938年，在柏林医学协会的一次会议上，德国内科医生兼生物学家赫尔穆特·鲁斯卡(Helmut Ruska)展示了有史以来第一张病毒粒子的图像。这些斑点是痘病毒家族的成员，特别是痘毒，直接在受感染小鼠的淋巴液中可见。
由于电子显微镜的发明，被称为Ubermikroscop，科学家终于可以观察 - 实际上看到 - 已经知道存在的东西：小型化和神秘的病毒世界。Ruska的兄弟，恩斯特，一个物理学家，在完成他的博士时建立了仪器的第一个原型。但Helmut看到该设备的潜在应用于生物学领域。赫尔穆特和他的同事们在1939年底前参加了近2,000个黑白图像。他们的收集包括熟悉各种感染人和植物的病原体，包括Variola病毒（导致小斑块）和烟草马赛克病毒（第一个病毒曾经发现过）。
结构简单，但功能先进，病毒在一个类别中存在的惰性和生活之间的谎言。
就在80多年后，科学家们发布了导致COVID-19的新型病毒SARS-CoV-2的第一批图像。为了揭示它标志性的刺突蛋白，他们使用了一种类似罗斯卡的工具。这些黑白图像从视觉上证实了它是冠状病毒家族的一员，使世界各地的科学家能够开始利用此前多年研究中对此类病毒的现有知识。必威体育西汉姆官网2019年12月下旬，中国的一批患者被诊断出患有不明原因的肺炎，此后不久，科学家们就能够直接观察到这种新病毒。到2020年3月，世界卫生组织宣布COVID-19为大流行。
在以往的大流行中，事态发展要慢得多。黑死病在1300年代中期的大流行病在四年内造成欧洲人口的超过三分之一，没有任何人知道是什么造成的。当时1918年流感大流行科学家了解这种疾病的原因，但无法看到病毒或测试它。当SARS-COV-2出现，基础科学研究的价值进行了对病毒检测的创新工具的形式很多几十年前开始快速明显。研究人员现在可以序列新型病毒，并研究它们的基因组，但即便如此，在电子显微镜继续提供这种病原体独特的“开放式”的看法。
“你不能真正地用一张照片争论，”辛西娅金匠说，他使用电子显微镜来鉴定美国疾病控制中心的病原体。“这项技术不仅可以看到病毒看起来的外观，而且还要如何在细胞中生长。”虽然金匠已经确定了多年来，但是她甚至无法猜测该数量，她所检查的病毒仅限于已知引起疾病的病毒 - 以及主要感染人们的病毒。但科学家估计了这一点1.67万尚未被发现的病毒物种存在于哺乳动物和鸟笼中。例如，蝙蝠，充满了新的菌株冠状病必威体育西汉姆官网毒。可能有更多的病毒星星在宇宙。今天进行的基础科学研究将在帮助我们了解他们的过去，现在和未来的效率方面发挥着关键作用，而且更好地为我们做好准备，以便出现更多的新病毒。
“科学家和公共卫生官员花了很多时间思考下一个大流行者的何时何地出现，”斯坦福大学劳拉布卢姆菲尔德说。“但我们所学到的是预测精确的可能性非常低。我们需要将结构放在适当的地方以准备和回应，而且还可以在第一位置防止未来的爆发。“
这意味着要进行更多的基础科学研究。这不仅意味着发现和测序更多的病毒，还意味着投资研究，以提高我们理解病毒结构、它们如何与宿主相互作用以及它们在历史上是如何进化的能力。此外，为下一次大流行做准备也意味着更多地关注人类行为和修复我们与自然的关系。例如为工业林业或农业清除原生森林，扩大人类住区或土地使用到完整的生态系统，以及交易野生动物大大增加了另一个灾难性爆发的机会。
发现病毒
在Ruska的一天中，研究人员使用了“可过滤的传染病”一词来描述病毒。实验表明，这些微小的实体对肉眼看不见，能够通过捕获和保留细菌和其他微生物的过滤器。从拉丁语中创作意味着“粘稠的液体”，“有效的果汁，”或“毒药”术语“病毒”术语应用于既有足够微小的透过过滤器，也无法繁殖，而无需借助于活宿主植物或动物。Martinus Beijerinck，荷兰微生物学家和植物学家，证明了病毒会引起疾病在19世纪，科学家们用生病的烟草叶子中的汁液进行了实验。
他是第一个科学家之一，表明一种灯光显微镜检测的实体太小的实体能够感染植物。Beijerinck在生病的植物中施用新鲜提取的SAP在健康植物的叶子上产生的斑点;他申请的SAP越多，症状越差 - 包括畸形叶子。他从生病的植物中叫出了果酒接触传染物vivum fluidum（传染性活液）。他注意到它是“被划分的分裂细胞的生长”，这意味着它需要其他生命（在这种情况下植物细胞）繁殖。
BEIJERINCK发现这种液体毒药能够感染其他植物奠定了我们的能力，今天，识别新病毒，破译它们的形态（其结构），并使用这些信息来对他们引起的疾病进行治疗。但它也偏离了我们对病毒的流行感知，如致病性 - 即能够引起疾病。在大多数情况下，病毒别引起疾病的，很多都是有益的。它们塑造了我们的生活，无论是好是坏，一些病毒对健康构成威胁，但其他许多病毒发挥着有益的功能。
病毒如何形状
结构简单，但功能先进，病毒在一个类别中存在的惰性和生活之间的谎言。一些生物学家认为它们是准活着，而其他人将其称为无生命的细小的颗粒或物质的安排。但专家认为他们就像藤蔓围绕生命之树缠绕;他们的存在涉及共生，两种生活之间的紧密关联。病毒只能复制活细胞内。即使在我们的健康，我们的身体是家庭对病毒万亿，也许更多。在那里，他们是最“活着”，因为它们的遗传物质渗入到他们的宿主细胞，并把它们转化成病毒制造工厂。
“想想病毒和细胞一起作为一个微观复印机的，”萨拉奥尔森，疾病生态学家与野生动物保护协会的健康计划解释。“现有的切入点病毒利用来进入细胞，当它进入，它携带的指令接管的自身细胞的机械和复印。然后关闭它进入下一个“。
“Giruses”可能是由深时细胞的后代，但也有人认为它们可能构成生命的第四维。
通过一系列的步骤的病毒复制，第一附接至宿主细胞并注射其遗传物质，然后掺入本身进入细胞的遗传物质作为细胞搅乳出更多的病毒。一旦病毒信息被整合到宿主基因组中，这些信息将成为主机的一部分，并且可以跨代传递。事实上，人类基因组的约8％来自病毒基因，这意味着我们已经与病毒一起发展，并会继续这样做。事实上，如果没有病毒，人类和其他哺乳动物可能仍在产卵。在进化过程中的某个时刻，蛋白质合胞素，这是胎盘的形成至关重要，来自逆转录病毒感染。我们也知道，病毒可以防止细菌侵入我们的肠道并引起感染。
与其他生活生物一样，病毒也履行了达尔文使命：他们的目标是尽可能地增加数量，以扩展其地理边界，并在时间上生存。这正是SARS-COV-2现在正在进行的情况下，即使作为疫苗滚出，并且识别出新的变体。但过去仍然很重要。作为迈克尔·埃姆曼，西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的生物学家说，在病毒进化史上学习古代事件的动机是更好地了解压迫现代挑战。
病毒的起源以及它们的历史为何重要
从基础研究中发现的模式病毒的起源和进化可能有助于我们防备将来的大流行。“你想对当前所有的病毒起源的一个单一的解释，”朱莉娅Durzyńska，在波兰波兹南密茨凯维奇大学的生物学家谁写关于病毒进化说。“相反，有一些似乎完成相互三大主导机型。”
所谓的“病毒优先”模型表明，在生命之初，非常简单的病毒形式先于细胞存在。现代病毒的远古祖先可能为细胞生命的发展提供了原料。如果这个模型适用于当今世界上所有的病毒，那就意味着它们都是从几个病毒祖先进化而来的。在某种程度上，这将使识别新病毒、开发疫苗或治疗方法变得更容易——科学家可以利用他们对一种病毒的了解，将其作为了解其亲属的起点。
第二个所谓的“逃逸”或病毒起源的渐进模型表明，病毒起源于从较大生物体的基因逃逸的遗传元素。例如，噬菌体(感染细菌的病毒)可能来自细菌的遗传物质。因此，根据这个模型，并非所有的病毒都来自远古时代，也就是说，在地球历史的巨大弧线的早期，在任何多细胞生命存在之前。
第三种模型被称为“还原”模型，它是基于一个假设，即病毒曾经是更大的自由生命体。随着时间的推移，人们认为它们失去了基因信息，最终变得更小，无法单独繁殖。但它们通过在其他生物体的细胞中复制来维持生存。最常被解释为这一模型证据的发现是第一个“巨型病毒”，最初于2003年被分离出来。
巨型病毒如何扩展我们对病毒世界的看法
25年前，戴维·威斯纳(David Wessner)是一个研究冠状病毒的研究小组的博士后学者，他现在是戴维森学院(Davidson College)的生物学家。必威体育西汉姆官网他的工作包括检查它们的刺突蛋白(从病毒外表突出的尖刺)，并确定它们如何与细胞相互作用。“许多基础研究为COVID-19出现时的应对措施奠定了基础，”威斯纳说，“对巨型病毒的基础研究可能最终也是如此。我们还没有发现任何会显著影响人类健康的巨型病毒，但这可能会改变。”
在调查英格兰1992年肺炎疫情的调查期间，首次观察到莫里斯的后来被评为什么。在法国的Aix-MarseilleUniversité的微生物学家Bernard La Scola领导了多年的努力来隔离未知实体并检查其结构。他有一个朋友，当时正在使用电子显微镜。“我给了他一个样本，”拉斯克拉说。“我问他是否可以看待这个好奇的事情并告诉他，我不知道它是什么。'”
La Scola说，当他第一次看到所产生的形象时，他没有考虑巨大的病毒。
“只有在我看待我意识到它太大而无法成为病毒的规模。所以我们开始了我们的学习。“La Scola和他的同事知道他们已经孤立了一些新的东西。
病毒的目标是尽可能地增加数量，扩展它们的地理边界，并跨越时间生存。
最终，巨病毒的发现（Acanthamoeba polyphaga） - 后来妈妈，然后是更大的pandoravirus-stretched的是什么意思，是病毒的人类感知，由于其相对大小和遗传的复杂性。一些科学家认为，这些“giruses”可能是由深时细胞的后代，而其他人认为，他们可能构成生命的第四维，来自古细菌，细菌，真核生物和域组成的寿命模型树不同。
La Scola在深度时间内有关病毒起源的辩论中没有太多参与;他侧重于隔离和识别新病毒。多年来，他和他的学生已经收到了各种来源的资金，包括他的大学，Méditerranée感染基金会和法国卫生部，但La Scola表示，他对巨型病毒的大部分工作都是不资金的。它受益于他收到的其他，更多的应用项目 - 以及他和其他人的敏锐兴趣和持久性。
今天，虽然巨大的病毒难以急剧影响人类健康，但La Scola点令人垂指般的Asfivirus，非洲猪瘟病毒。它从蜱虫和猪之间传递。它引起出血热，与狭小池中的巨型病毒和他的团队从污水中孤立的巨型病毒密切相关。
“这是一个关于减少基因组的一个例子，因为它丢失了它的基因组的三分之二，”他说。“现在这种巨大病毒可能是脊椎动物的出血热的代理人 - 猪。”病毒可能来自较大的生物体，并进化引起疾病。它发生了一次，所以它可能再次发生 - 也许是人们。
2020年，拉斯卡拉和他的同事们发表了一篇关于另一种新型病毒的令人困惑的起源的论文 - yaravirus。当它们测序病毒以破译其遗传信息时，他们意识到一些基因看起来与巨型病毒中的那些类似，但他们无法弄清楚yaravirus与他们有关。其基因均未匹配任何已知生物的序列。它是暗物质的全新 - 一种暗物质的病毒，其特征是独特的遗传信息。这种暗物质，一个巨大的深渊，是病毒世界的证据，我们必须更好地了解。
人类行为的作用
在完整的生态系统一样健康的森林，病毒和它们的野生宿主相互微妙的平衡早已互动。当人类的科学家称之为一个闯入“存在的疾病生态网络”，他们经常暴露自己不熟悉的病毒。同样，服用野生动物走出森林，并将它们运送到商业市场也暴露出人类新型病毒。展望未来，人类的与病毒世界的纠缠，将部分由‘边缘’，也就是说形，退化的栖息地里的人与野生动物互动和交流的病原体。
布卢姆菲尔德说:“有一个相关的度量标准:边缘密度。边缘密度是指人们进行日常活动的景观破碎的形状和程度。砍伐树木、修建道路和扩大城市定居点都可能导致这种碎片化。
环境的恶化在人类和动物栖息地之间造成了更多的“边缘”，从而使人们有更多的可能接触到他们以前没有接触过的病毒。布卢姆菲尔德研究了改变景观如何鼓励人类和野生动物之间的互动，并影响传染病的出现。传染病医生通常关注特定疾病，而公共卫生专家通常关注溢出事件的细节——病毒从一个物种传播到另一个物种，比如从蝙蝠或猴子传播到人类。但布卢姆菲尔德感兴趣的是更大的模式:人类行为如何驱动连接和环境退化，增加边缘密度，从而增加疾病传播的风险。
在亚马逊森林中开辟的鱼骨状道路就是一个常见的例子。在2000年和2001年，秘鲁的研究人员记录了在森林被砍伐的地区，蚊子的叮咬率比相对原始的地区高出278倍。疟疾病例作为蚊子在新阳光池和人们侵占森林的时候再现蚊子。在乌干达，布卢姆菲尔德的研究揭示了家庭和活动的更大边缘密度，如收集房屋建设材料。森林栖息地的觅食也增加了人与其他灵长类动物之间联系的可能性。研究人员发现森林退化与许多病毒的爆发有关，这些病毒起源于野生动物，如Nipah，Hendra和埃博拉。
布卢姆菲尔德说:“生物多样性较高的地区以及人类对生物多样性的侵犯无疑是值得关注的地区。”“物种之间的相互作用越多，发生罕见传播事件的可能性就越大，”她指出。科学记者David Quammen写过一本关于新疾病出现的有先见之明的书，他解释说，这种现象类似于掷骰子得到蛇眼的几率。一次掷出的概率很低，但如果掷得足够频繁，最终你会得到一对1。当适当的病毒在适当的情况下传播给人时，就可能发生溢出效应和疫情爆发。现代旅行和全球目前的人际联系水平意味着，当感染者从一个地方到另一个地方时，疫情可能会迅速演变成大流行。
也许只有更好地了解病毒世界以及病毒继续塑造我们生活的许多方式——通过攻击我们，通过成为我们的一部分，也通过帮助我们，我们才能找到正确的平衡。制止退化和野生动物贸易也将帮助我们使人们远离新的、潜在的有害病毒。
在2015年之前，关于新发传染病的数据甚至没有被跟踪G-Finder.是一个监测和报告关于全球资金的项目，以对被忽视的疾病的全球资金 - 根据全球智库政策治愈研究的主持，并支持比尔和梅林达盖茨基金会的支持。埃博拉疫情的组合;Pandemics等SARS，MERS和H1N1;甚至在SARS-COV-2的出现之前，甚至在集体意识中提出了在集体意识中的问题。然而，对病毒和新兴传染病的基础科学研究的资金仍然滞后，许多专家都感受到了。
更多的承认人，动物，植物和共用环境中的互连- 这些互连对人类健康的影响 - 也需要范式转移到更多跨学科研究和合作。由于人，动物和环境的健康深刻地交织在一起，研究努力和解决问题需要在医疗和环境科学家的努力之间进行桥梁。到目前为止，没有很多机制促进这种跨学科研究。“我认为基金会可能会在哪里找到很多这一支持的地方，”布卢姆菲尔德说。
世界各地的科学家通过在新的冠状病毒的第一张图像可获得的第一次图像后，今年通过开发对Covid-19的有效疫苗进行了有效的疫苗。必威体育西汉姆官网它是基本的科学研究，为这种前所未有的回应奠定了基础;过去，疫苗经常服用10至15年才能发展。通过我们持续与自然和彼此相互作用的形状，我们的未来要求继续采取该方法：将现有的知识纳入行动并支持旨在破译一个我们仍然不完全不知道的病毒世界的基础研究。
Lauren E. Oakes是野生动物保护协会的保护科学家，斯坦福大学地球系统科学系的兼职教授，以及科学作家。她是作者在加那利树的搜索（基本书籍，2018）。
这篇文章最初发表在我们的科学哲学联盟渠道2021年4月。
