海洋承载着对SARS-CoV-2的“记忆”

我们人类编码并储存在大脑神经网络中的记忆是我们作为个人和集体存在的基础-因为回忆这些记忆，特别是在压力时期，可以帮助我们预测和塑造我们自己的福祉的未来。

但我们并不是唯一受益于记忆能力的人，人类记忆也不是我们唯一能从中受益的人。范围广泛的动物提供了记忆保持的明确证据，也许令人惊讶的是，植物、微生物和无生命系统(想想人工智能)也是如此，所有这些都没有神经元大脑，但可以在自己的网络中作为具有代理和记忆的实体发挥作用。在这些情况下，就像在神经元生命中一样，记忆通过启动和触发事件来表达自己，这些事件使有机体或系统以一种改善整体健康的方式做出反应。

现在来看看地球的海洋，这是我们蓝色星球从大约43亿年前形成到目前在太平洋深处挑战者号上的最大深度近11000米的深部时间和空间上的主要特征。这个庞大的海洋系统的每一个方面都可以被视为保存着记忆，从短期到长期，从个体到集体。例如，极地地区寒冷、咸的表面水域下沉形成深海的其余部分(寒冷、密集的水槽)，承载着它们与极地大气最初相互作用的记忆-以独特的温度/盐度特征的形式-一千年来，在这个过程中，海洋在全球范围内循环，造福于地球上的所有生命。

海洋的化学也携带着对大气的记忆--大气中的二氧化碳(和其他气体)的记忆，这些二氧化碳(和其他气体)可以固体形式碳酸钙的形式储存在深处数十年到数百年，随时可以通过正确的引发或触发事件(人为输入)来重新溶解，在这个过程中，有助于调节海洋是保持在中性pH值还是变得酸性(这可能会损害多种形式的生命)。

今天海底及其下方的地质构造，特别是火山过程正在进行的地方(想想热液喷口)，对热水-岩石反应有着最长的记忆，这些反应可能孕育了地球上第一批生命的萌芽，并继续为海洋中的生命提供碳和能源资源。

当然，今天的海洋充满了生命--更多的生命超出了陆地的承受能力。这种生命在它的遗传信息中编码了它的祖先和早期海洋条件的记忆，DNA和RNA指导着蛋白质和其他生命构件的生产。

我们称之为“病毒”的实体与生俱来就存在于这个生命中。我们不是唯一经历病毒感染和大流行的人；从海洋中最小的细菌到最大的海洋哺乳动物，每个活着的有机体都存在感染性病毒。一些感染对宿主是致命的，另一些是中性的，甚至是有益的；例如，人类要归功于一种古老的逆转录病毒，这要归功于哺乳动物胎盘的进化(胎盘壁是由逆转录病毒蛋白构成的)。

致命性病毒可以导致整个种群崩溃(想想美国西海岸的海星，或者海洋中的浮游植物水华)，但重要的是，由于单个有机体或集体生态系统持有的遗传记忆，它们可以恢复。为了全面了解冠状病毒的起源，这种冠状病毒已经在全球人类社会中传播，并改变了人类健康、社会和互联互通的性质，我们期待着一个鲜有人讨论过的来源：海洋及其蕴藏的记忆。

我们发现，探索海洋记忆，从科学上可证明的到丰富的隐喻，可以洞察这场流行病和人类世的挑战，并表明，在我们构建的那种没有边界的流动介质中进行这种探索，也可能有助于我们发现一种幸福感、亲密感和联系感，这可能会导致更健康、更公平的人类社会。

与许多将遗传信息编码为DNA的病毒不同，今天流行的SARS-CoV-2病毒是一种RNA病毒，只依靠RNA编码的基因来接管它感染的宿主细胞，并指导自己的繁殖。越来越多来自古病毒学新学科的基于基因的证据表明，所有RNA病毒都有一个古老的共同祖先，这种病毒起源于海洋，在陆地动植物的早期进化中跳跃到陆地之前，在基因上存在分歧。这一证据表明，RNA病毒在海洋首次形成后不久就在地球上扎根，在这种环境下，人们称之为“原始RNA世界”。这个相对混乱的世界被认为先于DNA世界和第一批细胞有机体，因此RNA病毒被称为原始RNA世界的“遗迹”。海洋的当代海底环境本身就是早期海洋的遗迹，因此保存着RNA病毒最早谱系的记忆，这种病毒最终导致了困扰今天人类的冠状病毒。

最早的冠状病毒是什么时候出现的，它的宿主是谁？问题第一部分的答案没有受到很好的限制，因为估计在1万到3亿年前不等。但这个跨度包括了最早的哺乳动物与恐龙共存的时间(三叠纪结束，大约2亿年前)，以及恐龙灭绝后出现了大型和多样化的哺乳动物物种(在新生代，6000万年前)。蝙蝠被认为是当今大多数冠状病毒的源头，在5000-6000万年前的化石记录中已经发现了蝙蝠。

问题第二部分的答案需要对基因组材料进行分析。对病毒必需酶RNA聚合酶的比较基因测序，使RNA病毒能够在宿主细胞内繁殖，揭示了这些病毒是如何与宿主共同进化并经过数千年的转变的，就像DNA测序揭示了它们的宿主一样。今天脊椎动物中的RNA病毒在反映宿主的进化史方面没有什么不同。包括冠状病毒在内的微小核糖核酸病毒超群，值得注意的是它的病毒可以感染的宿主范围很广，从单细胞原生生物(表层海洋的浮游植物)到无脊椎动物、脊椎动物和植物。从这个角度看，RNA病毒的“宿主跳跃”并不出人意料。

在所有系统-海洋、病毒和人类-中发生的记忆的存储、修剪和启动的基本功能保持了一些记忆，同时擦除了另一些记忆，更好地为未来做好了准备。对于病毒来说，记忆的维持和擦除是通过一个酶过程(RNA聚合酶的作用)在遗传上发生的，在复制过程中容易出错-突变。这些错误导致基因不匹配，从而帮助病毒避开宿主防御机制(识别感染序列并使其失效)，从而实现进化优势，包括获得新宿主。

在海洋中，RNA病毒最著名的宿主系统是单细胞藻类，特别是硅藻，但其他浮游植物和原生生物也有类似的作用。当RNA病毒在宿主内复制时，它会发生0.01-0.1%的变异，变异率大约是DNA病毒的1000倍。因此，每个受感染的细胞都会产生1000-5000种“准种”病毒的变异云，这意味着海洋中受感染的浮游植物将充满数十亿种变异的病毒准种。分子方法已经证实了病毒种群中存在如此大量的准种，包括在海洋中，特别是对于基因组较小的RNA病毒(包括冠状病毒)。

这些突变云的存在不仅增加了病毒的遗传灵活性，从而提高了它们克服宿主抗性的能力，而且使病毒能够跳转到其他宿主。与此同时，准备更充分的宿主-那些对如何防御病毒有遗传记忆的宿主-在种群水平的感染中幸存下来；例如，在海洋中，春季浮游植物大量繁殖的季节性周期仍在继续。

人们可以检查任何活着的有机体的基因组序列，并识别出病毒引入的基因的存在，这是过去与病毒关系的一种衡量标准。但在许多情况下，病毒与宿主的关系根本就是未知的。约44%

生命不能简单地由基因组或细胞这样的单一单位来定义，而是可以由个人、群体和他们的病毒之间的关系和交流的动态网络来定义，一个最终连接我们整个星球的网络。

生活在由SARS-CoV-2引起的这场大流行中，促使全球重新思考许多事情，包括人类的超级连通性、带来的增强的脆弱性，以及哪些活动可以被认为对我们的福祉至关重要。当我们驾驭这场流行病时，长期孤立的社会运动，如黑人生命运动，已经形成了一种更大的全球意识，即使在不同的情况下也显示出共同的主题。病毒的传播和社会正义运动之间的互动关系可能很复杂，但它们并不是微不足道的。

因此，早期RNA病毒的海洋起源为我们提供了对SARS-CoV-2行为的更深层次的科学理解，也为创造性研究提供了一个开放的空间：当前快速的社会起义和变革如何模仿早期、混乱、原始的RNA世界，在那里，信息交流猖獗，巨大的变化源于意想不到的来源？

充满海洋的微生物，从最小的(不到一微米)的海洋细菌到较大的硅藻(最大可达200微米)和其他在海洋大片区域(通过卫星可以看到)产生水华的浮游植物，都以与自己的病毒密切相关而闻名；微生物比脊椎动物更容易研究。它们不仅遭受病毒“大流行”，当种群变得过于密集时(例如，在花期结束时)就会崩溃，而且它们还从它们的病毒关系中获得了许多有用的基因，即所谓的辅助代谢基因-这些基因被宿主保留下来，以改善健康状况。

这种基因信息交换只是海洋细菌高度进化的通信系统中的一个元素，特别是用来“联网”-交换信息和调节自己的活动，完成了贯穿整个海洋历史的大部分生物地球化学循环(和污染调节)。

海洋中的这种微生物生命在其超连通性或失控的网络上是有限制的。海洋细菌的生存和死亡取决于可用的营养资源和潜在的捕食者，特别是病毒感染者，所有这些都依赖于通过海水液体介质的扩散。这种平衡在一定程度上是通过细菌邻居之间的合作化学信号来维持的，这是一种被微生物学家称为“群体感应”的社会交流形式。当细菌的密度高到足以使它们的化学信号到达彼此的扩散影响范围(距离细胞表面约10微米，或其直径的10倍)时，群体感应就会生效。随着Quorum的到达和感知，网络细菌群落暂停生长，转向其他生命策略，包括附着在表面或成为固执型，这让人想起近几个月来人类的“就地避难所”策略。

因此，海洋可以被视为原始的社会媒介，而海洋细菌具有高度进化的社区警示信息的社会实践，从而导致物理距离。这种海洋式的物理距离使社区在资源使用和病毒安全方面都变得“聪明”，因为病毒感染需要接触，随着生物密度的下降，接触率会降低。

像我们这样的移动宿主，以及我们之前的蝙蝠宿主，是比喻的海洋，像SARS-CoV-2这样的病毒在其中持续存在。为了与下一个宿主取得联系，它们必须搭乘人们呼出或咳出的微小的海雾--气溶胶--的顺风车。在这样做的过程中，这些病毒体现在个人自己的流动网络中，连接到自己的细胞，但可以通过关系、偶遇和其他交流延伸到其他人类空间。所有生物体都使用一套在分子水平上进行交流的工具，化学(如群体感应)服务于完成这种跨越栖息地边界的新陈代谢“外交”。通常，源源不断的通信提供了一种普遍的平衡感，但网络中的不平衡或不规范可能会出现，需要“纠正”。

有时，校正会产生混乱的行为，就像冠状病毒从蝙蝠跳到人类身上一样-进化关系表明，这种跳跃是由导致感染新宿主的错误促成的。这种混乱代表着一种新记忆的形成，这种记忆可能会自我书写到病毒和人类基因组中，走向新的平衡。随着法律和舆论的迅速变异，人类正在走向新的社会平衡，病毒继续在人体内奔跑和变化。

这场大流行造成的人员伤亡是毁灭性的。这种病毒暴露并放大了现有的社会不平等现象，以及人类入侵地球生物圈的影响。但是，不是单一的疏忽行为造成了这场大流行，而是集体的人类行为造成的。

SARS-CoV-2只是一种表现得像病毒的病毒，暴露并放大了此时此刻分布生命的现有方面：高度连接的高人口密度，能够秘密传播病毒，其影响可能在几周内无法识别。尽管围绕这场大流行的战争言论无处不在，但SAR-CoV-2不是一名战士；它是一种寻找继续进化手段的病毒。这种特殊的冠状病毒只是利用了连接以前稳定、孤立的栖息地的人为桥梁，在这个过程中破坏了现有的平衡，给人类带来了可怕的后果。

与此同时，人类活动的最初平静净化了空气，并导致了明显的野生动物的出现。对一些人来说，它还重新激活了超级互联世界原本回避的一种个人能力：聆听丰富的鸟鸣，系统地沉默的声音，个人行动的生态潜力。

随着这种新颖的冠状病毒对人体变得越来越熟悉，它提供了一种记忆，即人类进化-所有生命-与早期海洋历史有着深刻的联系。共同关注人类进化的根深蒂固的记忆浮出水面，系统性种族主义和失去的个人生活中的创伤，是否会刺激人类朝着铭记我们的历史和生态的集体变革？

有没有办法让我们单独地和集体地寻找将范式从“自我”转变为“生态”的方法？从分离的人类，害怕彼此，害怕自然，到一种生态纠结的自我意识？在这样的搜索中会遇到什么呢？被修剪的记忆，丢失的档案，在很大程度上没有被意识到的海洋嵌入的历史？就像海洋记忆本身一样，隐喻和科学精确度不一定是矛盾的。援引海洋记忆作为通向深思熟虑的互联互通的指南，可能会对我们如何解释过去的事件以预测未来，塑造服务于未来的新记忆，以及在我们自己的人类世中幸存下来产生巨大的影响。

本文作者包括John Baross，Peter Bradley，Lisa D'；Amour，Jody Deming，Mandy Joye，Daniel Kohn，Christine Lee，Rebecca Rutstein，Heather R.Spence，Monique Verdin，Timothy Weaver，Anya Yermakova。