測量地球上的病毒數量
如果您感染了流感,呼吸道中每個受感染的細胞都會產生大約 10,000 種新的流感病毒。 再過幾天,你體內產生的流感病毒數量將高達100萬億。這比地球上所有人類的總和還要多10,000多倍。 乙個普通健康人體內大約有3,1012種病毒,如果把世界上所有人的所有病毒放在一起,你可以裝滿大約10個**桶(1桶大約是159公升)。
但土壤中的病毒更多,美國德拉瓦州濕地的某些地區每毫公升土壤中含有約40億個病毒。 土壤中的病毒大多是生活在細菌中的病毒,這種病毒被稱為噬菌體。
如果乙個人有這麼多病毒,我們這個星球上總共有多少病毒?科學家們無法計算地球上的每一種病毒,他們所做的是採集不同環境的樣本——土壤、淡水、海洋等——然後做出合理的推斷。 但是,隨著調查的深入,推斷的結果將發生變化。
過去,科學家使用電子顯微鏡對樣本中的病毒進行逐一計數,以研究病毒的數量。 但這是乙個可怕的解決方案,部分原因是病毒的一些宿主——細菌和原生動物——大多無法在人工環境中生存。 沒有活著的宿主,病毒就無法生存,也無法知道有多少。
但科學家們提出了乙個更好的解決方案:他們無需尋找成熟的病毒,而是可以簡單地測量特定樣本中DNA片段的數量。 通過這種方法,科學家們發現了關於海洋的驚人事實。 海洋曾經被認為是病毒的沙漠,但實際上它是世界上大多數病毒聚集的病毒DNA的肉湯。 與陸地土壤一樣,科學家們發現海洋中的病毒基本上是噬菌體。
通過檢測病毒DNA,科學家推斷出地球上的病毒總數約為1,031。 這個數字大約是整個宇宙中恆星總數的1000萬倍。 如果你在地球上將每種病毒乙個接乙個地連線起來,由此產生的病毒鏈將跨越月球,穿過太陽,穿過比鄰星,穿過銀河系的邊緣,穿過仙女座星系,一直到2億光年之外。
不要忘記RNA病毒
然而,科學家們早就知道,還有另一種不同形式的病毒,它使用不同的分子作為基因。
DNA是雙螺旋結構,兩條鏈上都有基因。 當我們體內的基因轉化為蛋白質時,DNA 被複製到稱為 RNA 的單鏈分子中。 在一些病毒中,RNA取代了DNA,並承擔了攜帶基因的任務。 流感病毒是許多RNA病毒的典型例子。 與噬菌體不同,RNA病毒從不感染細菌。 相反,它們會感染我們以及其他動物、植物、真菌以及原生動物,所有這些生命都被稱為真核生物。
科學家在考慮病毒總數時沒有考慮RNA病毒,所以1031可能不正確。 近日,美國夏威夷大學的科學家首次估算了RNA病毒的數量,從瓦胡島(夏威夷群島主島)的碼頭舀出約115公升海水,然後通過一系列過濾等步驟提取出海中所有病毒的RNA。 然後,科學家們測量了RNA的總質量,並根據病毒中所含RNA的平均質量,他們可以估計出裡面有多少RNA病毒。
結果令人震驚:海洋中大約一半的病毒是RNA病毒。 這很奇怪,因為RNA病毒只能感染真核生物,而海洋中的細菌(噬菌體作為宿主)的數量遠遠超過真核生物。 然而,考慮到真核細胞產生的病毒比細菌多得多,這並不難理解。
如果這項研究是正確的,那麼地球上的病毒總數,可能是1031加1031,將使你的病毒鏈長達4億光年。 然而,目前只有一種樣本量,科學家需要從全球採集更多樣本才能獲得更準確的結果。