病毒感染机制的进化意义.ppt

叶绿体、线粒体和蓝藻叶绿体线粒体第31页,共40页，星期六，2024年，5月二、复杂器官的进化细胞融合：目前,诱导细胞融合的方法有三种：病毒(Okada,1958)、聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)(Pontecorvo,1975)和电激(Zimermann,1980s)。病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，是细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。这一过程既能反映出糖蛋白在细胞识别中的重要作用，又能反映出细胞膜结构的流动性特点。灭活：用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。由此，我们可以看出，病毒的感染机制在细胞融合以及吞噬等方面的独特性质。第32页,共40页，星期六，2024年，5月二、复杂器官的进化由此，我们可以初步的推测：病毒对于不同细胞共生及融合具有促进作用。或者某些原始细胞自身就具备病毒的这种感染能力和机制。或者某些病毒就是具有特殊功能的大分子物质。在进化过程里起着促进和整合的角色。例如，眼睛的进化我们可以推测其为具有各自特殊功能的结构在某种条件下逐步的整合在一起，从而形成了具有更加强大功能的结构，并且在进化的残酷竞争下保留了下来。因此：病毒在这些进化进程里的地位应该是举足轻重的。第33页,共40页，星期六，2024年，5月二、复杂器官的进化意义：病毒在宿主环境中与各种因素的相互作用下，形成的选择压力促成了其基因结构乃至蛋白结构的变化。导致受体识别能力和感染范围的变化。这就是病毒本身在不断的压力下寻找更佳宿主和生存方式的原动力。反之，病毒不能适应此压力，对病毒来说就是致死性的。如：历史上记载的曾经肆虐尼罗河岸但后来却自行消失的“昏睡性脑病”。条件：对等进化条件下，必然存在选择压力下的相同和相反的变异个体。因此：寻找变异的有利条件，以人工手段扩大其基因在种群中的频率，以达到抵御感染进化趋势的目的。例如：袁隆平寻找不育株——“天然雄性不育株”人工各种诱导因素导致变异，从中寻找有益的变异基因等第34页,共40页，星期六，2024年，5月病毒感染机制的进化意义之二病毒感染机制的进化意义之三——参与物种大爆发第35页,共40页，星期六，2024年，5月一、物种大爆发和物种灭亡寒武纪物类大爆发正在始于5.42亿年前，终了于5.1亿年前的寒武纪，正在几百万年内，已经空荡荡的海洋突然间充满了很多新的生命情势，地球生命进化进入一个繁荣富强的时期，“奥陶纪物类大爆发”（又称“第二次物类大爆发”），这一事件对于地球生物进化的严重意思丝绝不逊于“寒武纪物种大爆发”。5.1亿年前，也就是奥陶纪之初，地球生命如星火燎原般加快进化。最先是一些海藻类开始大量繁衍，为滤食性生物提供了大量的食品，叠层石生物再次被排挤出生命进化的舞台，海绵则成为珊瑚礁的主要建造者，珊瑚也加入其列。第36页,共40页，星期六，2024年，5月一、物种大爆发和物种灭亡科学界遍布以为，地球生命演化史经历过五次大规模的生物毁灭。第一次生物大毁灭产生正在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，导致大约80％的物类毁灭。第二次生物大毁灭产生正在距今约3.65亿年前泥盆纪的后期，海洋生物蒙受了灭顶之灾。第三次也是最严重的一次生物大毁灭产生正在距今约2.5亿年的二叠纪末期，导致逾越95％的地球生物毁灭。第四次生物毁灭产生正在距今2亿年前的三叠纪早期，爬行类植物遭受重创。第五次，产生正在距今6300万年前的白垩纪-第三纪，认是小行星碰击所致，恐龙从地球上消失，哺乳植物出现。第37页,共40页，星期六，2024年，5月一、物种大爆发和物种灭亡不可简单的复杂化：“埃迪亚卡拉大爆发”、“三叠纪大爆发”、“早第三纪大爆发”数学的分析表明，像蛋白质这样复杂的东西随机产生是不可思议的，更不用说活细胞乃至人类。因此，机遇在进化中起着一定的作用(例如通过随机突变而使物种获得新的特性)，但进化过程并不是靠运气来产生有机物、蛋白质或其他生命实体的。恰恰相反，自由选择通过保留有益的特征并淘汰无益的特征而实现非随机的变化。只要选择的力度保持稳定，自然选择就可以推动进化朝着一个方向前进，在出人意料的短期内产生出复杂的结构。那么：病毒在基因的进化进程里的地位应该举足轻重。第38页,共40页，星期六，2024年，5月一、物种大爆发和物种灭亡不可简单的复杂化我们用这样的类比打个比方，将「TOBEORNOTTOBE」这13个字母组成的序列拿来考虑。假定有100万只猴子在键盘上胡敲乱按，每只猴子每秒钟打出一个像上述序