1700260382
那么，RNA的团体真的有办法抑制施皮格尔曼怪吗？对于40亿年前的事情，我们当然没法说得多么笃定，但如果是问RNA有没有这个能力，答案就是明确而肯定的了。因为早在20世纪90年代，我们就发现细胞内存在着复杂的RNA干扰机制。凭借这些机制，细胞如果要抑制某种RNA的活动，就可以制造许多与它互补的RNA片段，散发出去，与那种RNA牢固地结合住，使其失去功能，甚至，某些片段还能与RNA酶配合工作，直接把那种RNA剪断。
1700260383
1700260384
仔细想想看，这的确是意义深远的事情。一方面，RNA干扰证明了RNA之间的相互作用已经足以实现复杂的调控机制，让施皮格尔曼怪无法兴风作浪，这让RNA世界的持续复杂化成为可能。但是另一方面，施皮格尔曼怪处在同样的进化中，它们如果突变出了反抑制的手段，不就可以继续过上不劳而获的日子了吗？这势必形成一种RNA层面的军备竞赛，每当RNA团体进化出更加强大的抑制机制，施皮格尔曼怪就见招拆招，跟着进化出更加奸诈的反抑制机制，永远没有尽头。
1700260385
1700260386
说起“永远”，我们现在认为，RNA团体进化得越来越复杂，最终变成了细胞，那么，40亿年前的施皮格尔曼怪，如今进化成了什么呢？
1700260387
1700260388
病毒，施皮格尔曼怪很可能进化成了病毒！对于分子生物学，这是一个非常大胆的推测，但对我们来说，这个推测却分外眼熟，因为早在第十一章中，我们就用另外一种措辞表达了这种推测：在生命起源的每个阶段，都有一些“半成品”不再复杂化，而专门盗窃其他半成品的代谢成果复制自己，这样的半成品最终进化成了各种各样的病毒。也就是说，这个推测里的“施皮格尔曼怪”并不特指1965年的218个碱基，抑或1997年的两种短小的RNA，而泛指那些极端自私、劫持其他RNA以复制自己的RNA，甚至也包括RNA世界发展末期的某些DNA。
1700260389
1700260390
对于这个推测，一些已知的事实正让它变得可信起来。比如，在今天的细胞里，RNA干扰的一大任务正是对抗病毒的感染。动物有专门的免疫系统，或许不那么看重RNA干扰机制，但对于植物和单细胞生物，尤其是细菌和古菌而言，RNA层面的干扰机制就格外活跃，不但能有效瓦解入侵细胞的病毒，还能封印基因组中的逆转录转座子。而根据对保守碱基序列的比较，RNA干扰机制也极有可能就是末祖传递下来的，那正是RNA世界末期的事情。III
1700260391
1700260392
但是正所谓道高一丈，魔高一尺，又有许多病毒专门进化出了特殊的手段，反过来规避这些RNA干扰IV。那场军备竞赛如果真的延续至今，可不就该是这副模样？
1700260393
1700260394
生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256333]
1700260395
·比病毒还小的RNA·
1700260396
1700260397
不仅如此，我们越来越怀疑，某些最成功的施皮格尔曼怪即便经历了40亿年的进化也没有变得面目全非，还保留了许多当初的特征。1971年，美国植物病理学家西奥多·迪纳调查了“马铃薯纺锤块茎病”，发现这种传染病的病原体是一种前所未见的有机体，像病毒，但是比病毒更简单，于是把它称为“类病毒”。
1700260398
1700260399
简单地说，类病毒是一种环状的RNA，而且这个RNA真就只是RNA而已，完全裸露着，不像病毒那样裹着衣壳和包膜。而且类病毒的RNA极端微小，不到400个碱基，甚至只有200多个，哪怕最小的病毒也有它们的几十倍大。当然，这样短小的RNA也不可能编码任何蛋白质，它们所做的一切就是通过伤口钻进细胞，然后劫持细胞里负责中心法则的酶，复制自己。
1700260400
1700260401
如果类病毒的尺寸与行径让你疑心它与RNA世界有什么联系，那你的确想到前面去了。迪纳在发现类病毒之后投入了十余年做深入研究，到1989年，他做出了一个大胆的推测：类病毒很可能是RNA世界最古老的孑遗。V
1700260402
1700260403
或许由于当时的人们还不够了解类病毒，迪纳的推测在当时并没有收到太多反响。但是到了近些年，关于类病毒的推测被人们重新拾起，开始得到郑重对待。比如，西班牙巴伦西亚理工大学的分子生物学家里卡多·弗洛雷斯就是类病毒研究的重要人物，他在2014年的论文VI中提出了非常引人瞩目的推测：类病毒那微小的尺寸和极致简单的结构，非常吻合早期RNA应有的模样，迪纳关于类病毒是RNA世界孑遗的想法，很可能是对的。
1700260404
1700260405
比较直观的是，类病毒的一级结构是个首尾相接的环，这样就更加稳定，也不容易在复制时丢失两端的序列；同时，它们的碱基也含有更高比例的C和G，它们配对之后比A和U更加结实[6]，那些生活在火山温泉和热液喷口的嗜热微生物也同样拥有这个特征。
1700260406
1700260407
说起配对，类病毒虽然短小，却也同样形成了精巧的二三级结构。由于大范围的自我配对，类病毒在整体上拉长成了双链，这不但让它更加稳定，还让它能冒充双链DNA，结合到RNA聚合酶上，然后利用这个酶复制自己。
1700260408
1700260409
对于那些熟悉中心法则的读者来说，上面这段话稍一推敲就会冒出三个疑点。第一，RNA聚合酶通常以DNA为模板，转录出互补的RNA链（如图4—7），那么，它以类病毒为模板，也应该是聚合出来一条类病毒的互补RNA。第二，RNA聚合酶的工作总有个开端，所以互补RNA将不是一个环，而是一条线。第三，类病毒的一级结构是个环，RNA聚合酶沿着它周而复始，聚合出来的RNA就会是一条无穷无尽的循环序列，又该怎么分割呢？
1700260410
1700260411
这就涉及一些精巧的“技术细节”，那些对此深感兴趣的读者，可以现在就跳到这一章的“延伸阅读”中去了解一番。而对于那些着急“听”下文的读者，那大概可以概括地说：类病毒的三维形态还能劫持RNA聚合酶之外的酶，而且，有些类病毒就像自剪接内含子一样，是个自己催化自己的酶RNA。
1700260412
1700260413
所以，小而稳定，不能编码蛋白质，却能够利用中心法则的酶系统，还具有催化能力，这简直就是RNA世界早期的缩影，然而它们究竟是否真的仅凭这些伎俩就幸存了40亿年，这又是一个难以捉摸的问题。
1700260414
1700260415
1700260416
1700260417
1700260418
图4—13 人类发现的第一种类病毒“马铃薯纺锤块茎类病毒”。它的一级结构就如那根淡淡的粗灰线所示，是个首尾相接的环，周围的数字标注了那些碱基的序号，但它的二级结构因为大量的自我配对而聚成双股，非常近似双链。
1700260419
1700260420
迄今为止，我们知道的一切类病毒都只感染农作物，包括土豆、柑橘、啤酒花、椰子、苹果、薄荷，还有鳄梨、桃子、茄子，而且会令它们患上减产的疾病。当然，这非常可能是一种“幸存者偏差”，毕竟像类病毒这样微小的环状RNA，如果不酿成什么经济损失，恐怕根本就没有机会被人类注意到。
1700260421
1700260422
不过，即便是已知的这些类病毒，也似乎透露了一些关于进化的古老信息：已知的类病毒分为两个科，一个是马铃薯纺锤块茎类病毒科，或者叫棒状类病毒，另一个是鳄梨日斑类病毒科，或者叫锤头类病毒VII。前者专门感染植物细胞的细胞核，利用那里面的酶复制自己；而后者专门感染植物的色素体，比如叶片中的叶绿体和块茎中的造粉体[7]，利用那里面的酶复制自己。
1700260423
1700260424
这两科类病毒除了三维结构有很大的差异，整个复制机制也有很多差异。在第七章里，我们介绍过目前普遍被认可的内共生理论，也就是说，植物的色素体曾经是一些独立生存的蓝细菌，大约在15亿年前它们才侵入了植物祖先的细胞，在那里面定居下来，在进化中舍弃了大部分不必要的结构，最终简化成了一种细胞器，但是仍然在很大程度上保持着遗传上的独立，它们有自己的DNA，有自己的核糖体，有自己的整套遗传系统。
1700260425
1700260426
1700260427
1700260428
1700260429
弗洛雷斯因此推测，这两科类病毒曾经分别感染过早期真核细胞和细菌，后来随着内共生全都荟萃在了植物身上，在今天尚未被人类细致观察的单细胞真核生物以及细菌体内，很可能同样存在着未知的类病毒。
1700260430
1700260431
至于我们动物同样是古菌的后代，却为何不被类病毒感染，我们或许可以归因为更加有效的防御机制。首先，植物细胞很容易被啃咬，导致破损，比如蚜虫那注射器似的刺吸式口器就是类病毒传播的主要媒介，各种植物病毒也往往通过这样的伤口进入植物的细胞。其次，植物的细胞普遍存在着“胞间连丝”，也就是相邻的细胞都以很细的管道互相沟通，像曹操的战船都被铁索连环绑在了一起一样。类病毒或者病毒只要侵入了其中一个细胞，就能顺着这些胞间连丝火烧赤壁，迅速蔓延开来。但动物细胞一旦破损就会死亡，活细胞的表面又分布着层层叠叠的受体蛋白，绝不允许来路不明的物质随便进出，所以感染动物的病毒总要编码一些特殊的衣壳蛋白，骗取细胞的信任，才能悄悄溜进去，而类病毒不编码衣壳蛋白，也就无法进入动物细胞了。