【名人推薦】
「病毒主宰著我們的世界。它們既能帶來死亡的威脅,也有助調節海洋食物網。它們會把自己嵌入我們的DNA,還會追蹤我們腸道內的細菌。它們無所不在、受到的研究不足,而且十分美麗──本書正以前所未有的方式所呈現了這一點。盧辛克博士為我們開啟了一扇窗,讓我們得以窺見病毒的微小結構、它們的氣派堂皇、它們的可怕之處、它們的細節與故事。她的書提醒了我們:世界絕對比表面看起來的還要有趣。」
──羅布・鄧恩(Rob Dunn),《The Man Who Touched His Own Heart: True Tales of Science, Surgery, and Mystery》作者
「一本賞心悅目的知識書,不僅病毒學家受用,對有好奇心的門外漢來說也深具吸引力。」
──《圖書館學刊》(Library Journal)
【自序】
愛鳥人士會驕傲地在咖啡桌上展示自己的奧杜邦和彼德森鳥類圖鑑。漁人最愛翻閱魚類圖鑑,以便能夠分辨邦納維爾割喉鱒(Bonneville cutthroat trout)和洪堡德割喉鱒(Humboldt cutthroat trout)的差別。病毒也應該有一本自己的漂亮圖鑑,而這本書就是。
當然,病毒在宿主身上造成的症狀,不會像雪松連雀(cedar waxwing)或條紋鋸鮨(Atlantic sea bass, 又名大西洋海鱸)那麼漂亮。沒有人會想一直看伊波拉病毒造成的流血或是天花造成的潰瘍。
但病毒的生命週期確實有一種無法否認的美──那微小包裝中的基因和蛋白質,竟能橫行世界,克服宿主複雜的防禦機制,並確保能順利製造出自己的新複本。更美麗的是這些生命週期的多樣性,從感染花卉的病毒,到把自己的DNA嵌入進宿主基因體的病毒,讓人難以判斷一種生物始自哪裡,另一種又終於何處。
了解病毒的多樣性不只迷人,也是非常重要的體驗。我們需要知道下一場致命流行病會從哪裡冒出來,也要知道其弱點。科學家在發現新型態病毒的同時,也將其中一些變成了工具,用於控制細菌、傳遞基因,甚至製造奈米材料。透過欣賞病毒之美,我們將能更了解大自然的創造力,並同時學習該如何避免成為病毒的受害者。
卡爾・齊默
《紐約時報》專欄作家、《病毒行星》作者
前言
「病毒」一詞會讓人想起乘著隱形翅膀而來的恐怖死亡。浮現腦海的有擠滿垂死西班牙流感病人的醫院病房、鐵肺中的小兒麻痺症患者、全身包在防護服中對抗致命伊波拉病毒的醫療人員,或是可能跟茲卡病毒有關的小頭症嬰兒。這些都是可怕的人類疾病,但訴說的卻只是故事的冰山一角。所有生物都會被病毒感染──不只是人類。而大部分的病毒根本就不會引起疾病。病毒是地球生命史的一部分,它們扮演的到底是什麼角色,是個現在才慢慢開始解開的謎。
在本書中,你將能見到比較全面的病毒樣貌。沒錯,你會讀到引起疾病的病毒,但也會發現其實是對宿主有好處的病毒。事實上,是好到宿主沒有這些病毒就活不下去。本書挑選的病毒是為了要反映出病毒不可思議的多樣性。有些你可能聽過,有些則是新鮮又奇特。有些曾在科學史上的關鍵事件中扮演要角,像是遺傳物質DNA結構的發現。也有些會對宿主的生理造成奇怪的影響。病毒沒有宿主就無法存活,所以這本書是以病毒感染的生物來編排。從人類開始,然後是其他脊椎動物和植物。昆蟲和甲殼動物(無脊椎動物)也有自己的病毒,真菌也是。就連細菌——其中有些也是疾病的媒介——都可能被病毒感染。現代生物學就是從了解病毒如何感染普通細菌開始的。
本書收錄了能展現病毒獨特之美的彩圖。許多病毒擁有精確的幾何結構,是由構成病毒外殼的蛋白質單元不斷重複而形成的。細菌和古菌的病毒具有著陸設備,可以用來連接並鑽進宿主體內,就像降落在另一顆行星上的太空探測器一樣。有些病毒看起來像花,不過是在微觀的尺度下。也有些會在宿主身上造成奇異美麗的效果。
這篇簡介囊括了你認識病毒、了解病毒的研究方法所需要知道的所有重點:病毒學的歷史、目前的某些爭議、病毒的分類系統、病毒的繁殖方式,還有一些病毒的生命週期範例。你將會知道病毒跟宿主如何互動、病毒如何影響宿主和環境的互動,還有宿主如何防禦病毒。你也會了解為什麼疫苗往往是保護自己不受新興傳染病毒威脅的最佳方法。最後還有名詞解釋,以及一份補充資訊列表。
何謂病毒?
病毒學家是研究病毒的人。病毒本身則比較沒那麼容易定義。病毒學家已經努力了超過一個世紀,想找出一個無懈可擊的定義。問題是,每當他們覺得找到了一個很不錯的定義時,就會有人發現一種不符合這項定義的病毒。然後這個定義就又得改寫了。
牛津英語大辭典對病毒的定義是「一種傳染原,通常由包在蛋白質外殼裡的核酸分子構成,小到無法以光學顯微鏡看見,且只能在宿主的活細胞內繁殖。」
以定義而言,這是個很好的開始──只不過有些病毒病沒有蛋白質外殼,有些又大到可以用普通的光學顯微鏡看到。而且,有一些細菌也是只能在宿主的活細胞內繁殖的。
我們認知中的病菌是會讓我們生病的東西,這就包括了病毒和細菌。所以細菌和病毒到底有什麼不一樣?細菌和其他活細胞一樣,都可以自己生產能量,並把自己基因內的DNA序列轉譯成蛋白質。這兩件事,病毒都做不到。
只是最近才發現的某些巨病毒,可以製造把基因轉譯成蛋白質時需要的部分零件,所以上述這種區分方法也不完美。病毒依舊是棘手的客戶。隨著我們對病毒有愈來愈多的發現,病毒的定義也幾乎一定會跟著改變。
在本書中,病毒是一種非細胞病原體,但含有核酸分子形式的的遺傳物質(DNA,或是其親戚RNA),通常有蛋白質外殼包裹,有能力在入侵宿主細胞後取用其細胞內的機制,指揮自己的繁殖與傳播。
病毒的大小與形狀琳瑯滿目。最小的病毒長約17奈米,而奈米是一公釐的百萬分之一。目前所發現最大的病毒長度為1500奈米(1.5微米),大小差了將近100倍,堪比非常小的細菌。為了方便你對照,人類的頭髮直徑大約是20微米。除了最大的那些病毒以外,所有的病毒都小到無法用光學顯微鏡觀察,需要用電子顯微鏡才看得到。
早年對病毒的定義多半會納入一些和疾病有關的描述。過去一度認為所有的病毒都會引起疾病,但現在我們知道許多病毒都不會致病。事實上,有些病毒是宿主生命中非常重要且必要的組成。就像我們現在知道細菌是人體生態系中很重要的一部分,病毒也扮演著關鍵角色。
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