1、「毒王」蝙蝠攜帶千種病毒,為啥人類不從它身上提取病毒製造疫苗?
蝙蝠是地球上著名的「移動病毒庫」,據科學家統計,整個種群共攜帶來4100多種病毒,並且有500多種冠狀病毒。曾肆虐全球,致萬人死亡的埃博拉;橫掃東南亞的尼帕病毒;引發千人死亡的中東呼吸綜合征等等都是蝙蝠的傑作。
那麼人類為什麼不從蝙蝠身上提取完整病毒製造疫苗,徹底消滅病毒,從而有備無患呢?
首先,蝙蝠是哺乳動物中僅次於嚙齒目動物的第二大類群,全世界總共有19科185屬962種,遍布於各大洲,除了兩極和海洋中個別島嶼以外,無論是沙漠還是雨林,高山還是平原,處處都有它們的身影!
人類很難確定哪種蝙蝠是病毒攜帶者,以埃博拉病毒為例,科學家至今都還在安哥拉犬吻蝠和食果蝙蝠猶疑,此前科學家們認為,埃米爾是被感染了埃博拉病毒的食果蝙蝠叮咬,隨後他又將病毒傳給母親,母子二人都在一周內死亡。此後,埃博拉病毒隨著前來參加葬禮的人越傳越遠,疫情范圍越來越大。
然而後來科學家又發現科學家從殘留的已燒焦的樹乾和動物糞便中提取了足夠多的DNA樣本,發現安哥拉犬吻蝠同樣攜帶了埃博拉病毒。
其次,人類很難從蝙蝠身上提取出完整的病毒,科學家至今仍無法從蝙蝠體內分離並獲得完整的埃博拉病毒基因組。尤其是蝙蝠身上攜帶的RNA病毒,病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩大類,DNA病毒廣泛存在於人、脊椎動物、昆蟲體內以及多種傳代細胞系中,每種病毒只能感染一種動物(個別例外),僅少數致病 ,所以DNA病毒危害較小 ,而RNA病毒危險性就很高了,滋病病毒(為逆轉錄病毒),丙型肝炎病毒,乙型腦炎病毒,全部流感病毒,鼻病毒,脊髓灰質炎病毒,柯薩奇病毒,登革熱病毒,輪狀病毒,煙草花葉病毒等等都屬於RNA病毒。
DNA病毒
RNA病毒的遺傳物質是核糖核酸(RNA ribonucleic acid)。通常其核酸是單鏈的(ssRNA single-stranded RNA),也就是只含有一條鏈的RNA分子。也有雙鏈的(dsRNA double-stranded RNA)。
RNA單鏈病毒
RNA沒有DNA穩定,很容易因酶催化作用發生降解,自然也就難以提取,尤其是要從動物的軟組織內進行提取更是難上加難。
最後,因為病毒的高度特異性,即使人類從蝙蝠身上提取出來了完整的病毒,也對人類沒什麼作用。什麼是特異性呢?成組對象相互之間的必然對應選擇關系。例如一把鑰匙只能配一把鎖。你拿這把鑰匙區開其他的鎖就開不了了。
當病毒進入活細胞後便發揮其生物活性。由於病毒缺少完整的酶系統,不具有合成自身成份的原料和能量,也沒有核糖體,因此決定了它的專性寄生性(指寄生物一旦離開宿主生物就不能繼續生存的現象),必須侵入易感的宿主細胞,依靠宿主細胞的酶系統、原料和能量復制病毒的核酸,藉助宿主細胞的核糖體翻譯病毒的蛋白質。病毒這種增殖的方式叫做「復制(Replication)」。
病毒復制的過程分為吸附、穿入、脫殼、生物合成及裝配釋放五個步驟,又稱復制周期(Replication cycle)。
尤其是病毒在吸附過程中,病毒附著於敏感細胞的表面,它是感染的起始期。細胞與病毒相互作用最初是偶然碰撞和靜電作用,這是可逆的聯結。隨後的特異性吸附是非常重要的,根據這一點可確定許多病毒的宿主范圍,不吸附就不能引起感染。這是造成病毒高度特異性最關鍵的步驟。
蝙蝠作為病毒的天然寄主,當傳播到人身上的時候,病毒顆粒對敏感細胞的吸附就已經造成了彼此的變化。
以脊髓灰質炎病毒為例,它的細胞表面受體是免疫球蛋白超家族,在非靈長類細胞上沒有發現此受體,而猴腎細胞、Hela細胞和人二倍體纖維母細胞上有它的受體,故脊髓來質炎病毒能感染人體鼻、咽、腸和脊髓前角細胞,引起脊髓灰質炎(小兒麻痹)。
脊髓灰質炎病毒
此次之所以會感染人,就是因為它的一個刺突蛋白S-蛋白能和人的呼吸道上皮細胞以及肺組織的血管緊張素轉化酶2(ACE2)結合,病毒進入細胞在細胞內復制增殖就可以對人進行感染。
最重要的一點是,許多的病毒是會變異的,RNA病毒就十分容易產生變異,RNA病毒有自我復制和逆轉錄(以RNA為模板合成DNA的過程)兩種復制方式,RNA病毒多在胞漿內復制核酸及合成蛋白。感染後6個小時,一個細胞可產生多達10000個病毒顆粒。病毒RNA的復制過程中,其錯誤修復機制的酶的活性很低,幾乎是沒有的,所以其變異很快。
再者,在感染人之後,機體的免疫力對它有一個選擇壓力,所以也可能會發生變異。變異之後,如果病毒毒力增強,致病性也隨之增強。如果病毒毒力減弱,那麼致病性也隨之減弱。而疫苗是要根據病毒的固定基因或蛋白進行開發製作的,所以RNA病毒的疫苗較難開發。
這也是為什麼RNA病毒更加容易導致疾病,對宿主更加致命,更容易突變,因此種類更多,更難研製有效疫苗,難以預防。不過RNA病毒的抵抗力普遍比DNA病毒弱,治癒也更容易。但也有例外,例如雙鏈RNA病毒的抵抗力就很強,逆轉錄病毒的治癒就極其困難。
逆轉錄病毒
所以人類從蝙蝠中提取病毒基因組製造疫苗是無效的,它們的細胞表面受體都不一樣。
病毒依附在蝙蝠身上,在平常情況下很難傳播到人的身上,中間肯定存在中間宿主。因為許多生物的棲息地和蝙蝠是重疊的,當該地區的生物接觸過蝙蝠,以及蝙蝠的糞便時,很有可能染病。這就是我們說的中間宿主,它們代替蝙蝠將病毒傳播到人類之中,而人類濫吃捕殺野生動物就給了病毒發育成長蔓延的環境,比如2003年的非典中間宿主就是果子狸。
丁仲禮院士的那段話放在這里依然有效:...生態急劇惡化毀滅的只是物種,是人類自己,這不是人類拯救地球的問題,是人類拯救自己的問題,跟拯救地球是沒有關系的,地球用不著你拯救。
2、多種病毒來自蝙蝠,為什麼不提取,研製特定疫苗呢?
這個春節註定是所有經歷過的中國人最難忘的一個春節。在國家確定新型冠狀肺炎病毒之後這一疾病隨著春運的開始在全中國蔓延開來。如今中國的所有省份和直轄市、特別行政區都已經出現了確診病例。在事態開始朝著更嚴重的方向發展時,中國的醫學專家早已確定了此次病毒的可能來源,罪魁禍首就是菊頭蝠,而中間宿主是果子狸。但是專家們依然無法直接從菊頭蝠上直接提取病毒以研製疫苗,公眾想知道這是為什麼?
除了新型冠狀病毒來源於蝙蝠之外,還有許多病毒都來自蝙蝠。據了解蝙蝠這個種群總共攜帶的病毒種類超過了4000種,單只蝙蝠攜帶的病毒種類也不下於10種,簡直就是“移動的病毒庫”。在新型冠狀病毒肺炎之前,世界上其它地區就已經發生過由蝙蝠攜帶的病毒引起的災難,例如導致上萬人死亡的埃博拉病毒、曾經肆虐東南亞的尼帕病毒,引起中東呼吸綜合症的病毒也被確認是來自蝙蝠。蝙蝠應該是世界上攜帶病毒種類最多的生物了,其中有許多已經被人類發現和確認了,但就是無法從蝙蝠身上提取病毒來研製疫苗,其原因有以下幾點。
蝙蝠的種類繁多,要鑒定出哪一種蝙蝠是攜帶病毒的十分困難。據了解嚙齒動物是當今世界上第一大類群,而蝙蝠排名第二。世界上每個大洲都存在蝙蝠,不管是平原還是高原,森林還是山地,都可以發現它們的蹤影。如果醫學專家不沿著最先的發病者開始尋找病原體,估計很難確定是哪一種蝙蝠導致了這次新型肺炎的發生。埃博拉病毒的情況也是如此,一開始科學家根據第一例感染者的描述,並不能確定是哪一種蝙蝠攜帶這種病毒。後來有研究人員在一些燒焦的樹乾和動物糞便中才提取出相同的病毒樣本,最終才確認是安哥拉犬吻蝠。
從以往的情況來看,無論是埃博拉病毒還是新型冠狀病毒,人類目前都無法從蝙蝠身上提取出完整的基因組。病毒專家表示,病毒有兩類,分別是RNA病毒和DNA病毒,其中DNA病毒常見於人體、昆蟲和脊椎動物,這個種類的病毒一般只能夠感染一種動物,而且很少出現致病的現象。RNA病毒就截然不同,一種RNA病毒不僅能夠感染多種動物,致病率還挺高的,例如流感病毒、登革熱病毒、煙草花葉病毒等等。
此次的新型冠狀病毒就是RNA病毒,它由單條核糖核酸鏈組成,因此沒有DNA鏈穩定。這就導致了RNA病毒在酶的催化下容易發生降解作用,這就是為什麼難以提取出來的原因。再者,病毒一般寄生在動物的軟組織中,這為提取工作增加了不小的難度。專家表示,即使最終從蝙蝠體內提取出了某種特定病毒,對於研究相應的抗病毒疫苗效用甚少,因為病毒具有高度的特異性。
3、魷魚是軟組織動物但是也有骨頭,那它的骨頭作用是什麼?
魷魚,也稱柔魚、槍烏賊,是軟體動物門頭足綱鞘亞綱十腕總目管魷目開眼亞目的動物。體圓錐形,體色蒼白,有淡褐色斑,頭大,前方生有觸足10條,尾端的肉鰭呈三角形,常成群游弋於深約20米的海洋中。
頭部兩側具有一對發達的鰓圍繞口周圍。常活動於淺海中上層,垂直移動范圍達百餘米。身體細長,呈長錐形,以磷蝦、沙丁魚、銀漢魚、小公魚等為食,本身又為兇猛魚類的獵食對象。卵子分批成熟,分批產出,卵包於膠質卵鞘中,每個卵鞘隨種類不同包卵幾個至幾百個,不同種類的產卵量差別也很大,從幾百個至幾萬個。魷魚體內具有二片鰓作為呼吸器官;
身體分為頭部、很短的頸部中國槍烏賊(俗稱「魷魚」),肉質細嫩,干製品稱「魷魚干」,肉質特佳,在國內外海味市場負有盛名,年產4--5萬噸,主要漁場在中國海南北部灣、福建南部、台灣、廣東、河北渤海灣和廣西近海,以及菲律賓、越南和泰國近海,其中以南海北部灣、渤海灣出產的魷魚為最佳。
魷魚,雖然習慣上稱它們為魚,其實它並不是魚,而是生活在海洋中的軟體動物,身體細長,呈長錐形,前端有吸盤。魷魚體內具有二片鰓作為呼吸器官;身體分為頭部、很短的頸部和軀幹部。身體細長,呈長錐形,其中兩只較長。在分類學上,魷魚是屬於軟體動物門——頭足綱——二鰓亞綱——十腕目的動物。頭部兩側具有一對發達的眼和圍繞口周圍的腕足
4、有見過動物軟組織化石嗎?
曾經無數次的聽到人們發現眼球化石,到後來確認後基本都是瑪瑙,你撿到的估計也是這樣的東東。脂肪、軟組織無法形成化石,是常識。我個人有三葉蟲復眼的化石,脊椎動物的眼睛化石是不會有的。
5、動物軟組織化石
今天,我們無法通過實驗去人工製造出嚴格意義上的化石,但我們可以通過模擬的方式或對地層的研究去揭示化石形成的過程。那種專門以生物的遺體、遺物和遺跡的埋藏、石化等過程為研究對象的學科,在地質地史學分支中稱為埋藏學。
埋藏學告訴我們,因種種原因在地球上生命演化的進程中,只有極少一部分因與地質環境相適應而保留下來形成了化石,絕大多數已經無法知道它們的存在。形成化石大致上有如下幾個必要條件:
1.生物的身體 生物必須具有一定的硬體,包括諸如骨骼、牙齒、外殼、干莖、葉脈、孢子及花粉等。當然也有極例外的情況,如某個水母的印痕。
2.迅速地埋藏
生物死亡後甚至是活著的時候因特殊的原因它們被迅速地埋藏,這樣一來,由於較好地避免了分解者、機械的和化學的作用或破壞,使之較好地得以保存下來。
3.漫長的歲月
石化作用本身就是一個十分漫長的過程,在這一過程中可能會出現的情況有:原地埋藏且地殼活動相對穩定,這種情況下的化石一般會比較豐富,化石形體也比較完整,如著名的北美瀝青坑化石群;異地埋藏,生物死亡後經歷了因多種原因從甲地到乙地的搬運,這類化石多有不同程度的損壞。
石化過程詳解......
生物因物種的不同、形成條件的不同及保存過程的不同使得化石有很多種類型,但從總的方面看無非是以下四種:
1.實體化石 這是指生物體本身部分或全部被保存下來的化石。
按保存方式有這樣一些類型,一是樹脂保存,這主要是琥珀一類的化石,被保存的對象主要是古節肢動物;二是坑沼保存,如陷入泥炭沼和瀝青坑的動物,被保存的對象主要是古陸生脊椎動物;三是冰凍保存,這類化石相對比較年輕,如西伯利亞凍土中的一些第四紀大型古脊椎動物;四是石化作用(詳見"化石的形成"說明);
按化石質地則有這樣一些類型,一是"未變實體化石",這類化石軟體部分得到很好或較好的保存,如猛獁、一些琥珀、一些木乃伊化的化石。這類化石有著極高的研究價值。二是"微變硬化石",這類化石軟組織已經喪失,但留下了一些稍變性的硬組織部分(牙、甲殼、外骨骼等),另外生物體內原礦物質成分得以保留,雖經較弱的石化,但一些生物結構仍保存得比較完好。這類化石多是無脊椎動物如三葉蟲、貝類等。三是"石化化石"(詳細參見石化作用)
2.模鑄化石
這是指生物體在底質、圍岩、填充物中留下的印模和復鑄物。細分起來又有這樣一些類型,一是印痕化石,二是印模化石,三是鑄型化石,四是復型化石,究竟屬於哪一種主要看化石與其圍岩的關系。
3.遺跡化石
遺跡化石是指因古生物活動在底質沉積物表面或內部留下的痕跡和遺物,如動物的足跡、抓痕、爬痕、挖掘的洞穴,也包括諸如卵、動物的糞便、胃石等化石。從更為廣泛的角度看,這類化石還應當包括古人類活動的勞動工具和文化遺物等。
4.化學化石
這是指古生物體雖沒保存下來,但那些組成生物的有機成分經分解後形成各種有機物(氨基酸、脂肪酸等)卻被保留在岩層中,從而可根據這個判斷某古生物的存在。
其次,根據化石的尺寸可將化石分為大化石、微體化石和超微化石。一般情況下人們將那些不需要利用顯微鏡即能進行研究的化石稱為大化石,這也是人們知道得最多的一類。微體化石則是指那些需要顯微鏡才能進行觀察和研究的化石,這類化石一般人知道得並不多,如有孔蟲、放射蟲、介形蟲、硅藻,當然也包括一些史前生物身體構造中某一微小的部分,如牙形石、細小魚鱗等,還有植物的孢子、花粉也屬於這一類。需要說明的是,在有些學者那裡可能把另一些學者看成是大化石的也當做是微體化石,這個並沒有嚴格的原則上的限制,如苔蘚蟲、層孔蟲、軟舌螺等。隨著科學技術的飛速發展和設備的日益先進,現代生產要求人們去觀察更加微小的生物體化石,這在地質調查和勘探中的應用是非常突出的,因此人們將那些只能通過電子顯微鏡才能觀察和研究的極微小化石稱為超微化石,這類化石的尺寸通常在30到10微米以下,如顆石、盤星石、微錐等。對於上述化石我們將在後面的部分再加以較詳細的介紹。
亞化石和假化石
有時,我們從媒體那兒聽到在某地發現了六千年以前的人類化石這類的報導,業內專家也如此稱呼。但只要細致地研究就會發現這些所謂的化石並未完全石化甚至是根本就沒有石化,因此從古生物學化石的標准來看,這類東西應當不能算做是化石,人們為了將它們與真正的嚴格意義上的化石區分開來,將它們稱為亞化石、假化石、可疑化石等。
1.亞化石 這是指生物體骨骼中的有機質因年代久遠均已散失或揮發但卻沒有石化摹盎薄R話愕廝擔腔竊詰謁募腿率酪院蟛判緯傻摹?br> 2.假化石
顧名思義,這類所謂化石根本就不是什麼化石,一般是因人們的錯覺誤成的,如一些礦物在某種非常特殊的環境中形成奇特形狀的結晶,或者一些岩石極巧合的紋理,或者由於侵蝕作用形成的"酷似"形等。假化石最大的特點是它們經研究後根本不具有任何生命體的痕跡,完全是自然界的無機物。(右上為亞化石,右下為假化石)
3.可疑化石
對於那些經研究仍無法確定其真假的"形似"物人們暫時將它們歸成一類,稱之為可疑化石,這類東西將隨著人們認識的拓寬和研究的深入最終得到確認,或是真化石,或是假化石。
點擊請看活化石和孑遺
化石的研究涉及到兩大類不同的學科,即地質學和生物學。在地質學中,化石的研究是歷史地質學、古生物學、古地理學(歷史構造學、斷代史)中不可缺少的組成部分,通過化石的研究,我們可以了解到古氣候、古地理、古生態環境,還能對地層層序進行時間上的定位;在生物學中,古生物學是類群生物學科中的一個重要分支,其中的化石研究是其唯一的對象,通過研究(包括傳統的古生物化石分類描述和現代的電鏡超微化石研究),對生命的起源、生物的進化、環境對生物的影響及生物的分類系統榷加凶攀種卮蟮囊庖澹ū菊舅婕暗幕難芯糠矯嬤饕俏粕鎇У模?br>
需要強調的是,在一萬年以前有些就是現生種的化石,對於這一類化石將不納入到隸屬於古生物學的范疇。事實上我們這里所說的一萬年的劃分界限完全是人為的,我們還可以做其它的劃分,比方說五千年,但目前世界上約定俗成的做法是以全新世(約開始於一萬年前)以前的生物才可算史前生物。
1.標准化石
這是指特徵顯著、延續時間較短但分布較廣、且數量多且比較容易發現的化石,人們通常用它們來作為劃分對比地層的重要依據。屬於標志性化石之一。
2.指相化石
在不同的生物或生物組合中,有些對生活環境、生存的自然地理條件有比較嚴格的要求,這類生物形成的化石就是指相化石,人們通常以這些生物所形成的化石來推斷出當時各地的環境條件,而且數據相當准確。屬於標志性化石之一。
3.帶化石 這是指在地層學中可以用來作為劃分最小地層單位的生物帶的依據的化石。
4.持久化石 有些進化極緩慢的生物在時間跨度上比較大,其化石延續時間很長,人們將這類化石稱為持久化石。
5.化石鍾(古生物鍾)
我國學者馬廷英在研究現代珊瑚時於1933年首次提出古生代四射珊瑚外壁上有反映氣候季節變化的生長線,三十年後美國古生物學家研究古珊瑚時計算出當時一年的月數數和每天的小時數。人們將這些能推算出古地球公轉速度和自轉速度的化石稱為古生物鍾或化石鍾。
生物的分類系統是一個非常復雜的問題,在這個問題上,古今中外存在著很大的差異,有一些還存在著激烈的爭議。在現代生物分類系統上,本站採用了我國著名生物學家陳世驤先生的六界分類系統,而在化石分類方面,由於資料來源原因,本站採用的是五界分類系統,即將其分為原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界。
按國際上一般的分類標准,界下依次分門、綱、目、科、屬、種等。科學家為研究的方便,在以上這些基本劃分之中還加入了一些輔助單位,本站約定,按現代生物學這些分類單位稱"總"的(如總科、總目)在古生物學中稱"超",如超門、超綱、超目、超科等,另外還有"亞"的分類單位則古今相同。
又因從化石來看我們不能判斷是否存在生殖隔離,因此分類著重以下特徵:
1.共同的形態特徵;
2.構成一定的居群;
3.居群有一定地理范圍的分布。
在沒有更進一步的細節可供說明或解釋,根據以上三種特徵判明的化石種,可視為古生物的自然分類單元,並具有相對可靠的客觀性。
在分類中還有一種被稱為"形態種"的,它和自然單元存在著區別,具體地說就是某些化石種僅根據生物體的某些部分的形態來確定,或經詳細研究發現在同一種名下記述了分屬於不同分類單位的部分生物體,或同一分類單位具有幾種形態但被分別給予了獨立的種名。補充說明一下,在"屬"中也有相似的情況。
化石分類與現代生物學分類不同的地方還有,在現代生物學分類中,最低的分類單位僅為地理亞種,而化石分類(或古生物學分類)中還有年代亞種,這是指同一種內,在不同時代分布上其形態特徵不同的種,在此基礎上由年代亞種進一步發展可產生年代種。
6、動物的骨骼,如果沒有肌肉和軟組織鏈接,還能連在一起嗎?
沒有肌肉跟軟組織連接,這個骨骼肯定是散架的。
7、小動物骨科手術後期的護理要注意哪些方面?
手術後的護理是隨著固定的安全性、以及動物的大小和活動水平所包含的關節而不同。要重新解決的主要問題是敷料的需要或是吊索的固定。一般是在達到骨折結合級別之前,因為固定不能足夠的允許體重的支承。
一般最好避免肘和後膝關節的固定。這兩個關節對於每個關節的纖維症和內部關節軟骨退化最容易受影響,會導致運動的喪失。如果固定是像所要求的外部固定那樣纖細的話,那就在手術後的幾天里試著延遲應用敷料或夾板,直到動物開始使用肢。甚至於輕微的包括無重量支承活動給予關節去除一些出血和發炎。腕骨和跆骨的彎曲綳帶(圖2~30到圖2~32)在允許一些運動中是有效的,同時預防支承。肩膀和髖關節和腕骨和蹋骨關節能較好的容忍固定,而且能用適當的敷料,夾板或吊索來很好的支持。一般外部支持3~4周對於限制活動就足夠了,並通過癒合期的休息,大多數動物能夠在手術後的12周內恢復到適當的活動水平。
植人物去除的決定必須是在一件一件案例的基礎上進行的。如果已經使用了骨盤,那他們相對較短而且是在中間骨幹結束,對於病理性骨折在骨盤的末端發展是好的情況,特別是在動物恢復到正常的功能時,並且在6個月去除骨盤是一個很好的建議。螺絲釘一般能夠被留在原位,並沒有疾病的影響。針和環行拉力金屬線固定,除非非常小心的使用,可能會引起下面軟組織的刺激,而且要盡可能快的去除掉。對於這種情況,12~20周就能獲得好的癒合。