想象在太空中漂浮着一种外星生物，它没有自己的家，也不能依靠自己移动和生长，但它只要进入一个适合它的星球，就会迅速繁殖起来，过不了多久就占领了整个星球。
这听起来像科幻，但你只要把“星球”改换成“宿主”，这个描述基本上适用于我们身边的一种微生物——病毒。
病毒由两部分组成，外面是一层蛋白质外壳，里面是遗传物质DNA或RNA。严格说来，病毒不算生命，因为它没有独立生存的能力，离开了宿主，什么都不是。但它是地球上最丰富的有机体。从海洋、森林到你身边的牲畜、人群，再到你自己的体表、体内，它无处不在。这个由病毒组成的世界被称为“病毒圈”。鉴于我们对病毒的了解比任何其他生命形式都少，病毒圈对于我们长期以来是一个神秘的世界。
但这种情况现在正在改变。我们检测病毒的能力正指数级提高，在过去五年中，我们鉴定出的病毒种类数量已经翻了20倍。更重要的是，我们对病毒的看法也在改变：这些奇特多样的微生物不完全是杀人机器，它们在地球生命的进化过程中也扮演了重要角色。
病毒星球
就数量而言，没有哪种生物能与病毒相提并论。我们的星球名副其实是一个“病毒星球”。一项研究估计，地球上的病毒总数达到10^31个。病毒的尺寸一般在100纳米的量级。如果把所有这些病毒首尾相连，长度差不多是1亿光年，远远超出了银河系的范围。在地球表面每平方米的面积上，每天都有大约8亿个病毒附着在尘埃上降落，而我们对它们中的大多数几乎一无所知。
病毒离开宿主，是完全惰性的。不过，病毒在宿主以外存活的时间有长有短。短的只有几秒钟，长的则能活几十年。影响其存活时间的一个重要因素是温度，此外还有阳光、酸碱度等。在非常热的环境中，病毒往往死得很快，这就是为什么加热能杀死病毒的原因。这甚至可以解释我们的身体为什么会进化出发烧，作为对病毒感染的一种反应。在较冷的温度下，离开宿主，病毒可以存活数月甚至数年。天花病毒可在4℃～5℃的温度下生存数十年。
一旦进入宿主体内，病毒就开始行动。它劫持宿主的细胞，复制它自己的遗传物质。病毒的宿主可以是任何一种生物，动物、植物、细菌，甚至是另一种病毒。譬如，一种称为“斯普特尼克病毒”的小病毒就寄居在一种名为“妈妈病毒”的巨型病毒身上。病毒复制非常迅速，在感染后几个小时内就开始；几天之内，它们的踪迹已遍布宿主的所有细胞。
尽管病毒在宿主体外是不活跃的，但一旦进入宿主体内，它们的行为就变得异常复杂。有些病毒（包括那些引起流感、麻疹和脊髓灰质炎的病毒）进入宿主体内后会发出信号，以协调同伙的行动。譬如说，决定是攻击还是暂时蛰伏。不同种类的病毒都有自己的秘密信号。此外，它们还能够感知宿主细胞或其他病毒之间的交流信号。
我们可以利用这个发现来对抗疾病。事实上，研究人员已经设计出病毒“奸细”，来感知其他微生物（包括大肠杆菌和沙门氏菌）特有的信号，然后将这些微生物锁定并摧毁。有朝一日，我们可以利用类似办法操纵噬菌体（一类专门感染细菌的病毒），来杀死极难对付的耐药性细菌。
描绘病毒圈
尽管我们有先入为主的观念，以为病毒只会给宿主带来害处，但事实上，病毒对某些宿主也会带来好处。以一种叫“破坏性假裸囊菌”的真菌为例。当这种真菌被病毒感染后，会产生更多的孢子，所以病毒反而帮助了它的传播。
病毒与宿主之间的相互作用，是病毒生态学的研究领域。鉴于它们的关系错综复杂，这是一项艰巨的工作，但是我们已经取得一些进展。2017年，病毒生态学家绘制出第一张病毒-宿主的相互作用图，涵盖了当时已知的所有病毒种类。研究显示，大多数病毒“择居”的对象相当专一，它们往往只感染一两种宿主。譬如，一种病毒能感染狗，但对猫可能就无可奈何，除非发生变异。近年来，病毒生态学的另一个进展是，将对病毒圈的研究扩大到了一个更加神秘的领域——一个由专门感染古细菌的病毒组成的世界。
不过，这只是冰山的一角。我们长期以来一直怀疑病毒是地球上种类最多的微生物，但具体有多少种，我们只有模糊的概念。在过去20年中，被确认的病毒种类超过了以往任何时候。譬如，我们知道了巨病毒的存在。这种病毒有1000多个基因，相较而言，最小的病毒只有10个基因。截至2019年4月，研究人员已鉴定出19.5万种病毒。
但依然有大量的病毒在我们的掌握之外。随着分析技术的提高，研究人员现在可以不必找出整个病毒，就能够识别出病毒的基因。用这种方法的时候，他们经常发现大量未知病毒的基因片段。
当病毒的宿主是人类自身时，研究病毒生态学可以帮助我们及时发现潜在的威胁，预测哪些病毒可能跳转宿主，来感染我们（见拓展阅读：下次疫情可能来自哪些病毒？）。
病毒也曾居功至伟
我们关于病毒的印象，几乎都是负面的，但事实上，在地球生命的进化史上，病毒居功至伟。
病毒的进化速度比任何其他生物体都要快得多，比我们至少要快上百万倍。进化生物学家开始意识到，正是病毒源源不断地提供的新的遗传物质，帮助了动物、植物和细菌等其他生物的进化。
病毒是通过一个叫“水平基因转移”的过程，与宿主共享它们的基因的。你可以把水平基因转移想象成打牌中的换牌，玩家可以通过交换手上的牌来优化自己的牌组。如果两位联手的玩家中恰巧有一位的牌可以不断翻新（病毒），那么他们通过换牌就可以建立一个更具竞争力的联盟。
科学家猜测，正是病毒的快速进化能力，再加上交换基因的能力，使得地球上早期的单细胞生物能够快速适应几乎任何环境。考虑到地球早期的环境恶劣，这对最早的生命是至关重要的，而病毒可能在它们的成功中扮演了重要角色。
因此，更多地了解病毒、宿主及其环境之间的关系，能够让我们更好地了解生命的进化乃至生命的起源。
下次疫情可能来自哪些病毒？
据估计，动物身上有多达80万种可能感染人类的病毒。虽然识别它们是一项极其复杂的任务，但我们还是大致知道该去关注哪些病毒。
2018年，美国约翰·霍普金斯健康安全中心发表了一份对全球120多名传染病专家的采访。他们一致认为，全球疫情最有可能由一种从动物传播过来的新病毒引发。“新”意味着我们对它没有免疫力。他们还认为，它会通过咳嗽和打喷嚏在人与人之间传播，并且它还可能通过无症状感染者传播。
这一切听起来很熟悉，是不是？没错，这次新冠疫情完全证实了他们的预言。
根据其体内的遗传物质，病毒可分为DNA病毒和RNA病毒。专家们认为，RNA病毒（冠状病毒就属于RNA病毒）比DNA病毒风险更大。因为DNA病毒更稳定，通常不太可能变异成致命的毒株——不过有一个例外，人类历史上肆虐了2000多年的天花，就是DNA病毒。
在已知的168个病毒家族中，专家们认为，我们应该密切关注其中的5个，它们可能会成为下次疫情的主角。其中一个就是冠状病毒（他们的预言再次证实）。另外4个是：
小RNA病毒
RNA病毒中最常见的是鼻病毒，它通常会引起普通感冒；而另一种肠病毒则会引起一系列疾病，包括感冒、小儿麻痹症和手足口病。
由于它们通常只引起轻微的症状，这一病毒家族的危险性在很大程度上被人忽视了。但它们有可能变异成更危险的毒株。冠状病毒就是这方面最好的例子。大多数冠状病毒只会引起感冒，但新变异的毒株却导致了SARS、MERS和covid-19这样一些致命的传染病。
目前，我们对小RNA病毒在不同物种之间的跳跃能力知之甚少。这次疫情已经证实，新冠病毒可以在人和蝙蝠、猫、狗、水貂等动物身上来回跳跃。有证据表明，小RNA病毒还可以从牛和大猩猩跳到人身上。
肺病毒
肺病毒中包括人类偏肺病毒，它们通过飞沫传染，通常引起感冒，但也可以导致支气管炎和肺炎。人类偏肺病毒被认为起源于鸟类，但对肺病毒的研究现在才刚刚开始，对其传播途径还在摸索。不过科学家预测未来可能会有更多致命的肺病毒在人类中间扩散。
副粘病毒
麻疹、腮腺炎和哮吼(一种儿童疾病，其症状是咳嗽厉害、呼吸困难)都是由副粘病毒引起的。据称，麻疹病毒是800多年前从牛身上传到人身上的。也有副粘病毒从蝙蝠、马和猪身上跳到人身上的例子。
正粘病毒
流感病毒属于此类。流感病毒已引起数次世界性大流行。仅1918-1919年的世界大流行，死亡人数就达2000万，对人类的生命健康危害极大。你不希望它具有的那些杀手的特征，流感病毒都一一具备，如它在症状出现之前就具有传染性，而且很容易在鸟类、猪和人类等物种之间发生变异和跳跃。
流感病毒通过飞沫传播。患流感的人一般数日内自愈，但幼儿或年老、体弱者的易继发细菌感染，病死率高。
