1、“毒王”蝙蝠携带千种病毒,为啥人类不从它身上提取病毒制造疫苗?
蝙蝠是地球上著名的“移动病毒库”,据科学家统计,整个种群共携带来4100多种病毒,并且有500多种冠状病毒。曾肆虐全球,致万人死亡的埃博拉;横扫东南亚的尼帕病毒;引发千人死亡的中东呼吸综合征等等都是蝙蝠的杰作。
那么人类为什么不从蝙蝠身上提取完整病毒制造疫苗,彻底消灭病毒,从而有备无患呢?
首先,蝙蝠是哺乳动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,全世界总共有19科185属962种,遍布于各大洲,除了两极和海洋中个别岛屿以外,无论是沙漠还是雨林,高山还是平原,处处都有它们的身影!
人类很难确定哪种蝙蝠是病毒携带者,以埃博拉病毒为例,科学家至今都还在安哥拉犬吻蝠和食果蝙蝠犹疑,此前科学家们认为,埃米尔是被感染了埃博拉病毒的食果蝙蝠叮咬,随后他又将病毒传给母亲,母子二人都在一周内死亡。此后,埃博拉病毒随着前来参加葬礼的人越传越远,疫情范围越来越大。
然而后来科学家又发现科学家从残留的已烧焦的树干和动物粪便中提取了足够多的DNA样本,发现安哥拉犬吻蝠同样携带了埃博拉病毒。
其次,人类很难从蝙蝠身上提取出完整的病毒,科学家至今仍无法从蝙蝠体内分离并获得完整的埃博拉病毒基因组。尤其是蝙蝠身上携带的RNA病毒,病毒分为RNA病毒和DNA病毒两大类,DNA病毒广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多种传代细胞系中,每种病毒只能感染一种动物(个别例外),仅少数致病 ,所以DNA病毒危害较小 ,而RNA病毒危险性就很高了,滋病病毒(为逆转录病毒),丙型肝炎病毒,乙型脑炎病毒,全部流感病毒,鼻病毒,脊髓灰质炎病毒,柯萨奇病毒,登革热病毒,轮状病毒,烟草花叶病毒等等都属于RNA病毒。
DNA病毒
RNA病毒的遗传物质是核糖核酸(RNA ribonucleic acid)。通常其核酸是单链的(ssRNA single-stranded RNA),也就是只含有一条链的RNA分子。也有双链的(dsRNA double-stranded RNA)。
RNA单链病毒
RNA没有DNA稳定,很容易因酶催化作用发生降解,自然也就难以提取,尤其是要从动物的软组织内进行提取更是难上加难。
最后,因为病毒的高度特异性,即使人类从蝙蝠身上提取出来了完整的病毒,也对人类没什么作用。什么是特异性呢?成组对象相互之间的必然对应选择关系。例如一把钥匙只能配一把锁。你拿这把钥匙区开其他的锁就开不了了。
当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。由于病毒缺少完整的酶系统,不具有合成自身成份的原料和能量,也没有核糖体,因此决定了它的专性寄生性(指寄生物一旦离开宿主生物就不能继续生存的现象),必须侵入易感的宿主细胞,依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸,借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。病毒这种增殖的方式叫做“复制(Replication)”。
病毒复制的过程分为吸附、穿入、脱壳、生物合成及装配释放五个步骤,又称复制周期(Replication cycle)。
尤其是病毒在吸附过程中,病毒附着于敏感细胞的表面,它是感染的起始期。细胞与病毒相互作用最初是偶然碰撞和静电作用,这是可逆的联结。随后的特异性吸附是非常重要的,根据这一点可确定许多病毒的宿主范围,不吸附就不能引起感染。这是造成病毒高度特异性最关键的步骤。
蝙蝠作为病毒的天然寄主,当传播到人身上的时候,病毒颗粒对敏感细胞的吸附就已经造成了彼此的变化。
以脊髓灰质炎病毒为例,它的细胞表面受体是免疫球蛋白超家族,在非灵长类细胞上没有发现此受体,而猴肾细胞、Hela细胞和人二倍体纤维母细胞上有它的受体,故脊髓来质炎病毒能感染人体鼻、咽、肠和脊髓前角细胞,引起脊髓灰质炎(小儿麻痹)。
脊髓灰质炎病毒
此次之所以会感染人,就是因为它的一个刺突蛋白S-蛋白能和人的呼吸道上皮细胞以及肺组织的血管紧张素转化酶2(ACE2)结合,病毒进入细胞在细胞内复制增殖就可以对人进行感染。
最重要的一点是,许多的病毒是会变异的,RNA病毒就十分容易产生变异,RNA病毒有自我复制和逆转录(以RNA为模板合成DNA的过程)两种复制方式,RNA病毒多在胞浆内复制核酸及合成蛋白。感染后6个小时,一个细胞可产生多达10000个病毒颗粒。病毒RNA的复制过程中,其错误修复机制的酶的活性很低,几乎是没有的,所以其变异很快。
再者,在感染人之后,机体的免疫力对它有一个选择压力,所以也可能会发生变异。变异之后,如果病毒毒力增强,致病性也随之增强。如果病毒毒力减弱,那么致病性也随之减弱。而疫苗是要根据病毒的固定基因或蛋白进行开发制作的,所以RNA病毒的疫苗较难开发。
这也是为什么RNA病毒更加容易导致疾病,对宿主更加致命,更容易突变,因此种类更多,更难研制有效疫苗,难以预防。不过RNA病毒的抵抗力普遍比DNA病毒弱,治愈也更容易。但也有例外,例如双链RNA病毒的抵抗力就很强,逆转录病毒的治愈就极其困难。
逆转录病毒
所以人类从蝙蝠中提取病毒基因组制造疫苗是无效的,它们的细胞表面受体都不一样。
病毒依附在蝙蝠身上,在平常情况下很难传播到人的身上,中间肯定存在中间宿主。因为许多生物的栖息地和蝙蝠是重叠的,当该地区的生物接触过蝙蝠,以及蝙蝠的粪便时,很有可能染病。这就是我们说的中间宿主,它们代替蝙蝠将病毒传播到人类之中,而人类滥吃捕杀野生动物就给了病毒发育成长蔓延的环境,比如2003年的非典中间宿主就是果子狸。
丁仲礼院士的那段话放在这里依然有效:...生态急剧恶化毁灭的只是物种,是人类自己,这不是人类拯救地球的问题,是人类拯救自己的问题,跟拯救地球是没有关系的,地球用不着你拯救。
2、多种病毒来自蝙蝠,为什么不提取,研制特定疫苗呢?
这个春节注定是所有经历过的中国人最难忘的一个春节。在国家确定新型冠状肺炎病毒之后这一疾病随着春运的开始在全中国蔓延开来。如今中国的所有省份和直辖市、特别行政区都已经出现了确诊病例。在事态开始朝着更严重的方向发展时,中国的医学专家早已确定了此次病毒的可能来源,罪魁祸首就是菊头蝠,而中间宿主是果子狸。但是专家们依然无法直接从菊头蝠上直接提取病毒以研制疫苗,公众想知道这是为什么?
除了新型冠状病毒来源于蝙蝠之外,还有许多病毒都来自蝙蝠。据了解蝙蝠这个种群总共携带的病毒种类超过了4000种,单只蝙蝠携带的病毒种类也不下于10种,简直就是“移动的病毒库”。在新型冠状病毒肺炎之前,世界上其它地区就已经发生过由蝙蝠携带的病毒引起的灾难,例如导致上万人死亡的埃博拉病毒、曾经肆虐东南亚的尼帕病毒,引起中东呼吸综合症的病毒也被确认是来自蝙蝠。蝙蝠应该是世界上携带病毒种类最多的生物了,其中有许多已经被人类发现和确认了,但就是无法从蝙蝠身上提取病毒来研制疫苗,其原因有以下几点。
蝙蝠的种类繁多,要鉴定出哪一种蝙蝠是携带病毒的十分困难。据了解啮齿动物是当今世界上第一大类群,而蝙蝠排名第二。世界上每个大洲都存在蝙蝠,不管是平原还是高原,森林还是山地,都可以发现它们的踪影。如果医学专家不沿着最先的发病者开始寻找病原体,估计很难确定是哪一种蝙蝠导致了这次新型肺炎的发生。埃博拉病毒的情况也是如此,一开始科学家根据第一例感染者的描述,并不能确定是哪一种蝙蝠携带这种病毒。后来有研究人员在一些烧焦的树干和动物粪便中才提取出相同的病毒样本,最终才确认是安哥拉犬吻蝠。
从以往的情况来看,无论是埃博拉病毒还是新型冠状病毒,人类目前都无法从蝙蝠身上提取出完整的基因组。病毒专家表示,病毒有两类,分别是RNA病毒和DNA病毒,其中DNA病毒常见于人体、昆虫和脊椎动物,这个种类的病毒一般只能够感染一种动物,而且很少出现致病的现象。RNA病毒就截然不同,一种RNA病毒不仅能够感染多种动物,致病率还挺高的,例如流感病毒、登革热病毒、烟草花叶病毒等等。
此次的新型冠状病毒就是RNA病毒,它由单条核糖核酸链组成,因此没有DNA链稳定。这就导致了RNA病毒在酶的催化下容易发生降解作用,这就是为什么难以提取出来的原因。再者,病毒一般寄生在动物的软组织中,这为提取工作增加了不小的难度。专家表示,即使最终从蝙蝠体内提取出了某种特定病毒,对于研究相应的抗病毒疫苗效用甚少,因为病毒具有高度的特异性。
3、鱿鱼是软组织动物但是也有骨头,那它的骨头作用是什么?
鱿鱼,也称柔鱼、枪乌贼,是软体动物门头足纲鞘亚纲十腕总目管鱿目开眼亚目的动物。体圆锥形,体色苍白,有淡褐色斑,头大,前方生有触足10条,尾端的肉鳍呈三角形,常成群游弋于深约20米的海洋中。
头部两侧具有一对发达的鳃围绕口周围。常活动于浅海中上层,垂直移动范围达百余米。身体细长,呈长锥形,以磷虾、沙丁鱼、银汉鱼、小公鱼等为食,本身又为凶猛鱼类的猎食对象。卵子分批成熟,分批产出,卵包于胶质卵鞘中,每个卵鞘随种类不同包卵几个至几百个,不同种类的产卵量差别也很大,从几百个至几万个。鱿鱼体内具有二片鳃作为呼吸器官;
身体分为头部、很短的颈部中国枪乌贼(俗称“鱿鱼”),肉质细嫩,干制品称“鱿鱼干”,肉质特佳,在国内外海味市场负有盛名,年产4--5万吨,主要渔场在中国海南北部湾、福建南部、台湾、广东、河北渤海湾和广西近海,以及菲律宾、越南和泰国近海,其中以南海北部湾、渤海湾出产的鱿鱼为最佳。
鱿鱼,虽然习惯上称它们为鱼,其实它并不是鱼,而是生活在海洋中的软体动物,身体细长,呈长锥形,前端有吸盘。鱿鱼体内具有二片鳃作为呼吸器官;身体分为头部、很短的颈部和躯干部。身体细长,呈长锥形,其中两只较长。在分类学上,鱿鱼是属于软体动物门——头足纲——二鳃亚纲——十腕目的动物。头部两侧具有一对发达的眼和围绕口周围的腕足
4、有见过动物软组织化石吗?
曾经无数次的听到人们发现眼球化石,到后来确认后基本都是玛瑙,你捡到的估计也是这样的东东。脂肪、软组织无法形成化石,是常识。我个人有三叶虫复眼的化石,脊椎动物的眼睛化石是不会有的。
5、动物软组织化石
今天,我们无法通过实验去人工制造出严格意义上的化石,但我们可以通过模拟的方式或对地层的研究去揭示化石形成的过程。那种专门以生物的遗体、遗物和遗迹的埋藏、石化等过程为研究对象的学科,在地质地史学分支中称为埋藏学。
埋藏学告诉我们,因种种原因在地球上生命演化的进程中,只有极少一部分因与地质环境相适应而保留下来形成了化石,绝大多数已经无法知道它们的存在。形成化石大致上有如下几个必要条件:
1.生物的身体 生物必须具有一定的硬体,包括诸如骨骼、牙齿、外壳、干茎、叶脉、孢子及花粉等。当然也有极例外的情况,如某个水母的印痕。
2.迅速地埋藏
生物死亡后甚至是活着的时候因特殊的原因它们被迅速地埋藏,这样一来,由于较好地避免了分解者、机械的和化学的作用或破坏,使之较好地得以保存下来。
3.漫长的岁月
石化作用本身就是一个十分漫长的过程,在这一过程中可能会出现的情况有:原地埋藏且地壳活动相对稳定,这种情况下的化石一般会比较丰富,化石形体也比较完整,如着名的北美沥青坑化石群;异地埋藏,生物死亡后经历了因多种原因从甲地到乙地的搬运,这类化石多有不同程度的损坏。
石化过程详解......
生物因物种的不同、形成条件的不同及保存过程的不同使得化石有很多种类型,但从总的方面看无非是以下四种:
1.实体化石 这是指生物体本身部分或全部被保存下来的化石。
按保存方式有这样一些类型,一是树脂保存,这主要是琥珀一类的化石,被保存的对象主要是古节肢动物;二是坑沼保存,如陷入泥炭沼和沥青坑的动物,被保存的对象主要是古陆生脊椎动物;三是冰冻保存,这类化石相对比较年轻,如西伯利亚冻土中的一些第四纪大型古脊椎动物;四是石化作用(详见"化石的形成"说明);
按化石质地则有这样一些类型,一是"未变实体化石",这类化石软体部分得到很好或较好的保存,如猛犸、一些琥珀、一些木乃伊化的化石。这类化石有着极高的研究价值。二是"微变硬化石",这类化石软组织已经丧失,但留下了一些稍变性的硬组织部分(牙、甲壳、外骨骼等),另外生物体内原矿物质成分得以保留,虽经较弱的石化,但一些生物结构仍保存得比较完好。这类化石多是无脊椎动物如三叶虫、贝类等。三是"石化化石"(详细参见石化作用)
2.模铸化石
这是指生物体在底质、围岩、填充物中留下的印模和复铸物。细分起来又有这样一些类型,一是印痕化石,二是印模化石,三是铸型化石,四是复型化石,究竟属于哪一种主要看化石与其围岩的关系。
3.遗迹化石
遗迹化石是指因古生物活动在底质沉积物表面或内部留下的痕迹和遗物,如动物的足迹、抓痕、爬痕、挖掘的洞穴,也包括诸如卵、动物的粪便、胃石等化石。从更为广泛的角度看,这类化石还应当包括古人类活动的劳动工具和文化遗物等。
4.化学化石
这是指古生物体虽没保存下来,但那些组成生物的有机成分经分解后形成各种有机物(氨基酸、脂肪酸等)却被保留在岩层中,从而可根据这个判断某古生物的存在。
其次,根据化石的尺寸可将化石分为大化石、微体化石和超微化石。一般情况下人们将那些不需要利用显微镜即能进行研究的化石称为大化石,这也是人们知道得最多的一类。微体化石则是指那些需要显微镜才能进行观察和研究的化石,这类化石一般人知道得并不多,如有孔虫、放射虫、介形虫、硅藻,当然也包括一些史前生物身体构造中某一微小的部分,如牙形石、细小鱼鳞等,还有植物的孢子、花粉也属于这一类。需要说明的是,在有些学者那里可能把另一些学者看成是大化石的也当做是微体化石,这个并没有严格的原则上的限制,如苔藓虫、层孔虫、软舌螺等。随着科学技术的飞速发展和设备的日益先进,现代生产要求人们去观察更加微小的生物体化石,这在地质调查和勘探中的应用是非常突出的,因此人们将那些只能通过电子显微镜才能观察和研究的极微小化石称为超微化石,这类化石的尺寸通常在30到10微米以下,如颗石、盘星石、微锥等。对于上述化石我们将在后面的部分再加以较详细的介绍。
亚化石和假化石
有时,我们从媒体那儿听到在某地发现了六千年以前的人类化石这类的报导,业内专家也如此称呼。但只要细致地研究就会发现这些所谓的化石并未完全石化甚至是根本就没有石化,因此从古生物学化石的标准来看,这类东西应当不能算做是化石,人们为了将它们与真正的严格意义上的化石区分开来,将它们称为亚化石、假化石、可疑化石等。
1.亚化石 这是指生物体骨骼中的有机质因年代久远均已散失或挥发但却没有石化摹盎薄R话愕厮担腔窃诘谒募腿率酪院蟛判纬傻摹?br> 2.假化石
顾名思义,这类所谓化石根本就不是什么化石,一般是因人们的错觉误成的,如一些矿物在某种非常特殊的环境中形成奇特形状的结晶,或者一些岩石极巧合的纹理,或者由于侵蚀作用形成的"酷似"形等。假化石最大的特点是它们经研究后根本不具有任何生命体的痕迹,完全是自然界的无机物。(右上为亚化石,右下为假化石)
3.可疑化石
对于那些经研究仍无法确定其真假的"形似"物人们暂时将它们归成一类,称之为可疑化石,这类东西将随着人们认识的拓宽和研究的深入最终得到确认,或是真化石,或是假化石。
点击请看活化石和孑遗
化石的研究涉及到两大类不同的学科,即地质学和生物学。在地质学中,化石的研究是历史地质学、古生物学、古地理学(历史构造学、断代史)中不可缺少的组成部分,通过化石的研究,我们可以了解到古气候、古地理、古生态环境,还能对地层层序进行时间上的定位;在生物学中,古生物学是类群生物学科中的一个重要分支,其中的化石研究是其唯一的对象,通过研究(包括传统的古生物化石分类描述和现代的电镜超微化石研究),对生命的起源、生物的进化、环境对生物的影响及生物的分类系统榷加凶攀种卮蟮囊庖澹ū菊舅婕暗幕难芯糠矫嬷饕俏粕镅У模?br>
需要强调的是,在一万年以前有些就是现生种的化石,对于这一类化石将不纳入到隶属于古生物学的范畴。事实上我们这里所说的一万年的划分界限完全是人为的,我们还可以做其它的划分,比方说五千年,但目前世界上约定俗成的做法是以全新世(约开始于一万年前)以前的生物才可算史前生物。
1.标准化石
这是指特征显着、延续时间较短但分布较广、且数量多且比较容易发现的化石,人们通常用它们来作为划分对比地层的重要依据。属于标志性化石之一。
2.指相化石
在不同的生物或生物组合中,有些对生活环境、生存的自然地理条件有比较严格的要求,这类生物形成的化石就是指相化石,人们通常以这些生物所形成的化石来推断出当时各地的环境条件,而且数据相当准确。属于标志性化石之一。
3.带化石 这是指在地层学中可以用来作为划分最小地层单位的生物带的依据的化石。
4.持久化石 有些进化极缓慢的生物在时间跨度上比较大,其化石延续时间很长,人们将这类化石称为持久化石。
5.化石钟(古生物钟)
我国学者马廷英在研究现代珊瑚时于1933年首次提出古生代四射珊瑚外壁上有反映气候季节变化的生长线,三十年后美国古生物学家研究古珊瑚时计算出当时一年的月数数和每天的小时数。人们将这些能推算出古地球公转速度和自转速度的化石称为古生物钟或化石钟。
生物的分类系统是一个非常复杂的问题,在这个问题上,古今中外存在着很大的差异,有一些还存在着激烈的争议。在现代生物分类系统上,本站采用了我国着名生物学家陈世骧先生的六界分类系统,而在化石分类方面,由于资料来源原因,本站采用的是五界分类系统,即将其分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
按国际上一般的分类标准,界下依次分门、纲、目、科、属、种等。科学家为研究的方便,在以上这些基本划分之中还加入了一些辅助单位,本站约定,按现代生物学这些分类单位称"总"的(如总科、总目)在古生物学中称"超",如超门、超纲、超目、超科等,另外还有"亚"的分类单位则古今相同。
又因从化石来看我们不能判断是否存在生殖隔离,因此分类着重以下特征:
1.共同的形态特征;
2.构成一定的居群;
3.居群有一定地理范围的分布。
在没有更进一步的细节可供说明或解释,根据以上三种特征判明的化石种,可视为古生物的自然分类单元,并具有相对可靠的客观性。
在分类中还有一种被称为"形态种"的,它和自然单元存在着区别,具体地说就是某些化石种仅根据生物体的某些部分的形态来确定,或经详细研究发现在同一种名下记述了分属于不同分类单位的部分生物体,或同一分类单位具有几种形态但被分别给予了独立的种名。补充说明一下,在"属"中也有相似的情况。
化石分类与现代生物学分类不同的地方还有,在现代生物学分类中,最低的分类单位仅为地理亚种,而化石分类(或古生物学分类)中还有年代亚种,这是指同一种内,在不同时代分布上其形态特征不同的种,在此基础上由年代亚种进一步发展可产生年代种。
6、动物的骨骼,如果没有肌肉和软组织链接,还能连在一起吗?
没有肌肉跟软组织连接,这个骨骼肯定是散架的。
7、小动物骨科手术后期的护理要注意哪些方面?
手术后的护理是随着固定的安全性、以及动物的大小和活动水平所包含的关节而不同。要重新解决的主要问题是敷料的需要或是吊索的固定。一般是在达到骨折结合级别之前,因为固定不能足够的允许体重的支承。
一般最好避免肘和后膝关节的固定。这两个关节对于每个关节的纤维症和内部关节软骨退化最容易受影响,会导致运动的丧失。如果固定是像所要求的外部固定那样纤细的话,那就在手术后的几天里试着延迟应用敷料或夹板,直到动物开始使用肢。甚至于轻微的包括无重量支承活动给予关节去除一些出血和发炎。腕骨和跆骨的弯曲绷带(图2~30到图2~32)在允许一些运动中是有效的,同时预防支承。肩膀和髋关节和腕骨和蹋骨关节能较好的容忍固定,而且能用适当的敷料,夹板或吊索来很好的支持。一般外部支持3~4周对于限制活动就足够了,并通过愈合期的休息,大多数动物能够在手术后的12周内恢复到适当的活动水平。
植人物去除的决定必须是在一件一件案例的基础上进行的。如果已经使用了骨盘,那他们相对较短而且是在中间骨干结束,对于病理性骨折在骨盘的末端发展是好的情况,特别是在动物恢复到正常的功能时,并且在6个月去除骨盘是一个很好的建议。螺丝钉一般能够被留在原位,并没有疾病的影响。针和环行拉力金属线固定,除非非常小心的使用,可能会引起下面软组织的刺激,而且要尽可能快的去除掉。对于这种情况,12~20周就能获得好的愈合。