哪个先出现：病毒还是细菌？

病毒和细菌已经存在了数十亿年，但哪个先出现呢？

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科学家估计，最早的生物实体在超过 40 亿年前开始出现在地球上。

计算生物学家卡蒂克·阿南塔拉曼 (Karthik Anantharaman) 表示，“有一种原始汤，某些有机分子由其中形成。这些是 RNA 和 DNA 的前体”，这些含碳分子自行组合并组织成一系列生物反应。 /u> 来自威斯康星大学麦迪逊分校。这些最初的微生物非常简单。

但它们是病毒还是细菌？

科学家们没有得出结论性的答案，部分原因是很难重现超过 40 亿年的进化过程。 细菌是能够独立繁殖和存在的单细胞生物。 最古老的细菌化石可以追溯到大约 35 亿年前。遗传数据表明，最早的细胞更加古老，可以追溯到至少42亿年前。然而，这无助于解决病毒还是细菌首先出现的问题，因为同样的数据表明，第一批细胞已经生活在充满病毒的生态系统中。

同时，病毒比细菌更容易降解，因此不存在病毒的物理化石。

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通过基因序列的变化来确定病毒的年代也没有什么帮助，因为病毒的突变速度比细菌快得多。

“从进化的角度来看，序列变化很快，”卡尔伊利诺伊大学医学院的生物信息学家古斯塔沃·卡埃塔诺-阿诺莱斯 (Gustavo Caetano-Anolles) 说。 “在 40 亿年的进化过程中，序列一遍又一遍地改变，直到变得无法识别，这就是所谓的饱和。”

但病毒不是活的。它们没有新陈代谢或复制，除非它们感染细胞并使用宿主的资源进行复制。因为病毒需要宿主，这表明细菌首先进化，对吧？没那么快。

事实上，直到最近，大多数科学家还认为病毒是在细菌之前从原始汤中出现的。

生命出现的一个假设被称为“RNA 世界”，由 Alexander Rich 于 1962 年首次提出：在最初，在第一个生物实体形成之前，单个 RNA 分子他推测，它们能够催化简单的化学反应，并在序列中存储基本的遗传信息。在某个时刻，这些分子被包裹起来，创造了早期生命，直到后来，更复杂的分子 DNA 才开始出现。

“所有细菌都有双链 DNA，但病毒有不同类型的结构——有 DNA 基因组、RNA 基因组、双链、单链……”Anantharaman 告诉 Live Science。 Anantharaman 说，某些病毒类型只含有 RNA，这强烈表明病毒早于细胞。

病毒先行假说仍然是进化生物学家最广泛接受的假说。然而，最近的发现对其提出了挑战。

细菌优先理论，也称为还原假说，在 2003 年得到了支持，当时法国研究人员在英国布拉德福德水塔的污泥中发现了一种巨大的病毒。拟菌病毒此前被误认为是一种细菌，它的发现挑战了微生物学家长期以来关于病毒进化的理论。卡埃塔诺-阿诺莱斯说：“这些病毒几乎和细菌一样大，并且具有制造蛋白质所需的机械部件。” “它们就像细胞和病毒之间的中间形式。”

研究人员提出，也许这些病毒是从古代细胞进化而来的，但细胞的复杂性并没有随着进化而增加，而是“还原”了，逐渐剥夺了它们不同的生物功能，变得专门化并完全依赖于宿主细胞。

然而，阿南塔拉曼和卡埃塔诺-阿诺莱斯对这一理论表示怀疑。 “这是一个非常普遍的假设，支持它的人通常关注非常具体的例子，”阿南塔拉曼说。

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对于卡埃塔诺-阿诺莱斯来说，来自单一共同祖先的共同进化似乎是病毒和细菌最有可能的起源。 “我们从一开始就将病毒材料融入到我们的化妆品中，”他说。 “也许病毒确实是细胞整个过程的一部分，应该被视为一个整合的元素。”

卡埃塔诺-阿诺莱斯自己的研究着眼于可能保存着古代病毒和细菌“记忆”的其他结构特征。他认为病毒和细菌中蛋白质折叠形状的共性（在基因序列中编码）表明可能存在共同起源。 “我们已经生成了一个折叠时钟，所以我们有了时间线——这是普遍的折叠，是所有生物所共有的折叠，包括首先出现的病毒，”他说。

整个领域的研究人员不断发现支持每种起源理论的证据。然而，我们不太可能得出结论性的答案，阿南塔拉曼说。

“我们试图推断 40 亿年前发生的事件，”阿南塔拉曼说。 “我们可以做实验来支持一个假设或另一个假设，但实际上，这是一个先有鸡还是先有蛋的情况。”