病毒种类非常复杂,我们没有必要非用单一理论来解释所有病毒的起源。生命有着令人惊叹的多样性,我们很难用单一的模式解释复杂的生命现象。
浩瀚的大西洋波谲云诡、恶浪排空,将欧洲大陆和美洲大陆横隔两地,数亿年来互不相望。直到1492年,好胜心切的哥伦布才意外打破僵局,他怀揣着巨大的财富梦决定远赴东方,去往古老的中国寻找丝绸和珠宝。哥伦布率领船队从西班牙的巴罗斯港扬帆启航,顺着大西洋季风飘摇而去。当时人们已经知道地球是圆的,只要从大西洋一直向西航行,就能避开亚欧大陆的崇山峻岭,直接从地球的背面绕到中国。这个逻辑听起来没有任何问题,航程也相对顺利。经过两个多月的劈风斩浪,船队横跨了整个大西洋,最终鬼使神差地来到了古巴。
聪明而自信的哥伦布并不知道自己走错了地方,尽管面对着一座郁郁葱葱的热带岛屿,他仍然认为自己到了中国。根据大国来往的惯例,哥伦布决定派出两名水手作为使者先行上岸打探情况。那两名水手在岛上转了一圈,发现到处都是陌生的植物和动物,好在他们胸无点墨,对此并不在意。不过有一件事却让两人印象深刻,他们发现当地土著会用棕榈叶卷着一种干草,点燃以后放在嘴里深吸一口,接着就能吐出气味刺鼻的浓烟。其中有个水手觉得这事很神奇,经过潜心学习,终于练成了吞云吐雾的神技,成了第一个会抽烟的欧洲人。回到西班牙后,那人经常在大庭广众之下表演抽烟,轰动效果堪比玩马戏。围观群众看到他鼻子里不停地冒烟,都被吓坏了,认定他在表演巫术,于是一张状纸将他告到官府。当地官府律法森严、禁绝异端,不由分说把他关进了大牢。当哥伦布航海归来成为王室的座上客时,那名可怜的水手却因为抽烟吃了多年牢饭,等他刑满出狱时,意外发现满大街的人都在抽烟。抽烟非但不再是犯罪,而且已经成为时尚。欧洲人不只用抽烟来放松心情,还把烟草当作滋阴壮阳的圣药,甚至相信烟草可以治疗黑死病。英国伊顿公学因此每天早晨都会教导孩子们集体吸烟,就像是在修习一门洗涤心灵的功课。校园里烟雾缭绕、蔚为壮观。
烟草的燃烧产物具有强烈的成瘾作用,很快就能让人欲罢不能,吸烟风潮从此势不可挡,一发而不可收。各国政府不久就有了两个重要发现:一是禁烟无效,二是烟草生产可以为政府带来巨额财富。于是他们索性任由民间烟草行业野蛮生长,对其健康危害视若无睹。此后,欧洲各国开始征收烟草税,并设立烟草专卖局,垄断烟草经营。各国政府殚精竭虑,不再考虑如何拯救国民灵魂,而只想着生产更多的烟草,收获更多的财富。得到政府支持之后,烟草行业很快成为欧洲的新兴产业。就算粮食谷物歉收,烟草生产依然势头强劲,市场价值一度超过土豆和西红柿,成为欧洲最重要的经济作物。
欧洲烟草种植业的持续发展,却意外引导人类推开了病毒世界的大门。后来,欧洲殖民者对美洲大陆的贪婪掠夺,又引发了人类历史上最为惨烈的病毒战争。所有这一切,都是哥伦布没有预见到的,那时他已怀揣着财富梦想潦倒而死。当哥伦布在西班牙的巴利亚多利德奄奄一息之际,他仍然坚信自己找到了东方,而不是什么所谓的新大陆。哥伦布死时年仅54岁,死因可能与梅毒有关。欧洲人一边嘲笑哥伦布的愚蠢与无知,一边大发烟草财。与此同时,一种比梅毒还要烦人的传染病却如同鬼魅般在烟草之间蔓延开来。染病的烟草叶片上会出现点点病斑,故名烟草花叶病,最终可导致植株枯萎死亡,严重影响了烟叶的产量和品质,导致烟农收入锐减。欧洲烟农对此束手无策,没人知道那是怎么回事,他们只好向年轻的德国化学家迈尔求助。
迈尔是一位温文尔雅的学者,瘦削而沉默,受到德国政府的资助,正在西班牙调查农业疾病。看到烟农因为花叶病而蒙受巨大的经济损失,迈尔深感同情,却无能为力。尽管如此,他还是决心尝试一下。1886年,迈尔做了一个著名的实验,他先把患病的烟草叶片在研钵中研碎,再将研磨出来的叶片汁液注射到健康的烟草叶脉中,结果原本健康的烟草同样出现了花叶病。这个实验清楚地证明,花叶病可以传染。
那么,造成花叶病的病原体到底是什么呢?
迈尔首先想到的是细菌。就在20多年前,法国化学家巴斯德刚刚证明细菌可以致病。细菌学说在欧洲风头正劲,把疾病与细菌挂钩,在当时是一件相当时髦的事情。迈尔想当然地认为,花叶病也是细菌感染的结果。由于抗生素尚未问世,人们并没有什么好办法对付细菌。虽然加热可以起到灭菌作用,但正在生长的烟草无疑不适于加热处理。迈尔只能再次表示爱莫能助,相关研究工作也就此止步。不过迈尔的工作开了一个好头,至少人们知道该如何研磨烟草叶片,这个技术非常实用。此后,科研工作者会反复手捧研钵消磨时光,直到把研钵中的一切碾为细末为止。
时隔仅仅一年之后,也就是1887年,烟草花叶病在欧洲进一步蔓延,并且一直向东扩散,直至波及乌克兰。乌克兰官员根本不抽本国烟草,对烟草生产也漠不关心,乌克兰烟农只得转而向俄罗斯求助。莫斯科政府爱心大发,当即决定委派缺乏科研经验的伊凡诺夫斯基前往乌克兰调查疫情。伊凡诺夫斯基当时正在圣彼得堡大学学习,不但对疫情知之甚少,而且缺乏研究热情,他所能做的只是到处采集生病的烟草,然后对着烟草一筹莫展。他对烟农的遭遇深表同情,并愧疚地表示无法提供任何帮助。
好在伊凡诺夫斯基并没有把此事忘掉,他的愧疚之情久久不能平息。直到三年以后他再次来到波希米亚调研,发现当地的烟农同样遭到了烟草疾病的困扰,他恰好读到了迈尔的论文,于是决定重复迈尔的实验。在当地一位农妇的帮助下,伊凡诺夫斯基先把患病的烟草叶片研磨成汁。与迈尔不同的是,伊凡诺夫斯基手里有了一件迈尔没有的秘密武器,那就是张伯伦过滤器,这是法国微生物学家张伯伦于1884年发明的一种简单装置。当时张伯伦正在巴黎与巴斯德一起工作,他们非常希望发明一种工具,可以将溶液里的细菌彻底清除掉,从而得到比较干净的无菌液。经过不断尝试各种材料,最终他们选定了一种未经上釉处理的瓷土,做成了蜡烛形状,中间空心,一端开口,他们将液体注入其中后,再施加一定的压力迫使液体从另一端流出来。由于瓷土结构细密,中间的孔洞非常小,就像精致的筛子,甚至连细菌也无法通过,这样就可以将细菌从溶液中去除了。由于这个发明在巴斯德研究所完成,所以又称为张伯伦-巴斯德过滤器,俗称陶瓷过滤器。
陶瓷过滤器只是一个小小的发明,却促进了微生物学的飞速发展。微生物学家如虎添翼,将其视为研究细菌的重要法宝。伊凡诺夫斯基也不例外,他拿出法宝,按照流程先将研磨液用陶瓷过滤器过滤了一遍。根据当时的理解,处理后的液体应该不再含有细菌。然后,伊凡诺夫斯基再将过滤液注射给健康的烟草,结果却完全出乎意料,烟草居然还是得病了。伊凡诺夫斯基一再重复自己的实验,每天反复研磨大量烟草叶片,结果却无一例外。
伊凡诺夫斯基对此非常困惑,他与迈尔一样,都无法超越细菌学说的影响。这个奇怪的结果气得他打碎了三只烧杯,扔掉了五个注射器,想破脑袋也想不通,既然过滤液中不含细菌,烟草为什么还会发病呢。伊凡诺夫斯基怒气终于平息,最后还是给出了一个折中的解释:虽然过滤液中不含细菌,但却含有细菌的代谢产物,也就是细菌毒素,可以对烟草造成同样的伤害。他对自己的这个解释很满意,以至于有点扬扬自得。他无论如何也没有想到,自己会因为这个错误而失去了生命科学史上值得大书特书的重要发现。
这个重要的机会留给了另一个有准备的人。
1898年,年近五旬的荷兰微生物学家贝耶林克在抽烟叶时注意到了烟草花叶病,他突然心血来潮,准备研究这种疾病。和年轻气盛的伊凡诺夫斯基不同,贝耶林克是一名脾气古怪的学者,他沉迷于实验台上的瓶瓶罐罐,甚至连女朋友都懒得找。当时他已因发现了生物固氮作用而名声在外,那是一个名垂科学史的伟大发现,除了缺少诺贝尔奖的肯定,贝耶林克基本没有其他遗憾。
良好的科学素养使贝耶林克做任何事情都有条不紊,他事先对烟草花叶病做了充分的调研,先抽了很多烟叶,又查阅了大量文献,分别重复了伊凡诺夫斯基和迈尔的实验,再次确认无菌过滤液具有致病作用,但对于致病的原因,贝耶林克却与伊凡诺夫斯基有着完全不同的看法,甚至对伊凡诺夫斯基的观点不屑一顾。他是一位微生物学家,习惯用微生物思维分析问题。原因很简单,如果过滤液中只有细菌毒素,注射给健康叶片时,就不会从一个叶片传染给另一个叶片。但过滤液造成的疾病却可以传染,说明其中肯定存在某种活性物质。贝耶林克由此断定,烟草花叶病的病原体固然不是细菌,但也绝不会是细菌毒素,而肯定是一种微小的生物,这种生物甚至比细菌还要小,以至于能够通过陶瓷过滤器。
那究竟是什么生物呢?
事实证明,敢于给新事物命名也是一种能力。贝耶林克决定将这种生物命名为有传染性的活动流体,为了简洁起见,他又从拉丁文中借用了一个词——virus,原来是液体毒素的意思,中文则翻译为病毒。
贝耶林克充分尊重伊凡诺夫斯基的工作,尽管他很古怪,但还是很儒雅地承认,伊凡诺夫斯基才是最先发现病毒的人。可伊凡诺夫斯基对此却并不买账,他仍然怒气冲冲地坚持细菌毒素的观点,拒绝接受病毒的概念,并攻击贝耶林克异想天开,如果所谓的病毒真的存在,他宁愿喝下一杯病毒以谢天下。这个事实让后来的学者非常为难。在许多科学史著作中,贝耶林克都被称为“真正的病毒学之父”,至于伊凡诺夫斯基,只是偶尔被看作病毒的共同发现者。
烟草花叶病病毒是人类发现的第一种病毒。从那以后人们才知道,原来在细菌世界之外,居然还存在更小的致病因素。由于烟草花叶病严重影响了烟农的收入,同时也影响了大家吸烟时的心情,人们对这种微小的生物充满了恶意。无论拉丁文的名字,还是据此翻译的中文名,都足以起到让人望而生畏的效果。特别是中文译名,且病且毒,一下就将这种小东西与邪恶联系在了一起。后面我们将会看到,这可能是人类对病毒最大的误解。
那么,病毒究竟是什么?