自从新冠病毒爆发以来，疫情的发展就一直牵动着全国人民的心。但随着近两个月疫情的飞速发展，可以说新冠病毒的传播速度已经超出了所有人的预料！
而年前因工作需要，刚研究过进化算法，所以新冠病毒是如何快速进化出来的，引起了我的兴趣。
1.基因总量
从网上的公开数据可以查到，新冠病毒的基因序列全长约3万，基因片段是长这个样子的：
数据来自：https://bigd.big.ac.cn/ncov/variation/analysis
2.变异概率
我们知道，病毒变异主要来自RNA的复制错误，而一段形如“ATTAAAGGTT”的基因序列，有多少种可变异的组合形式呢？
已知RNA和DNA的基础组成即为：5种碱基——腺嘌呤A,胞嘧啶C,鸟嘌呤G,胸腺嘧啶T,尿嘧啶U
而根据碱基配对法则，我们能得出：A <-> T, C <-> G，所以正常情况下，RNA可以正确的复制
而复制出错，例如，A 错配 C 或 G,（实际每个序列段和碱基位错配概率都不同，为计算方便，假设错配概率都相同）
所以假设，每个碱基位，在一次复制的过程中，有 2/3 的概率配错，而配错后能再正确组织到一起的概率为50%
3.变异基因
目前并未找到新冠病毒与SARS的同源祖先，我们暂用SARS假设作为新冠的祖先估计
从公开数据可知，最初的研究结果表明，新冠病毒与SARS病毒的相似度约为96%
而前不久，华南农业大学发现有一种穿山甲身上携带的病毒相似度约99%（未找到确切来源，姑且以99%计算）
中国新闻网：http://www.chinanews.com/gn/2020/01-24/9068832.shtml
那么得到推断，发生变异的基因序列有约 30000 * (1 - 0.99) = 300 个碱基
4.变异周期
我们知道病毒在只有进入宿主细胞后，才会不断复制，而复制错误就会产生变异，形成新的病毒序列，而新的病毒只有感染了新的宿主，才算完成了一轮变异迭代
那么，可以看出一轮成功的变异周期，取决于病毒感染周期，从目前公开的人传人感染情况可以看出，感染周期在约3-7天
从上图可以看出，不同的时间地点采样，病毒已经发生了变异
如果病毒是在人传人之前演化完成，那也需要一种与人体相似的哺乳动物载体（目前还没有找到这种动物，我们先以动物X代替），假设动物X新陈代谢足够快，感染周期我们可以缩短到1-3天，为了计算方便就用1天代替
5.种群选择
我们也知道，病毒只有演化特定的S蛋白，直到动物X的肺部细胞ACE2蛋白受体稳定结合的情况下，才能被细胞接受，进而复制和变异，也就是说，需要排除掉大部分无效的变异，而S蛋白在冠状病毒的全基因组区为 21492-25259，也就是大概有 3767 个碱基
意味着病毒在演化过程中，这3767个碱基要么维持不动 要么演化出更具亲和力类型，我们可以假设，这种更具亲和力的结果占演化结果的50%
数据来自：http://www.biofeng.com/zaiti/dachang/pRSET%20A/Spike%20protein.html
6.演化时长
先从单线程的角度思考，假设每次只有1个X动物感染，发生1个碱基位的变异，并且只传播给1个后代，那么需要的迭代次数：
n * 2/3 * 50% - n * (3767/30000) * 50% = 300求得迭代次数约 n = 1109 次
也就意味着，在这种理想状态下，X动物单代单传需要大概1109天，约3年时间即可命中结果
7.现实因素
考虑到现实中，动物大多群居，而且目前距离非典已有10多年了，所以在这么长时间的自然演化后，确实有可能发生这种变异（3~9年）
只是我们目前还需要继续搞清楚的是 X动物到底是什么？X动物和人之间的界限到底是怎么被突破的？第一个被感染的人是怎么发生的？
8.进化算法的思考
上文中用到了很多假设，而这些假设实际可能都不太恰当，但由此我们可以发现了自然进化的强大，只要是系统中略有漏洞或者微弱的薄弱环节，在种群大规模的演化下，都会被发现和攻破
所谓魔高一尺道高一丈，希望人类能通过自己的聪明智慧，身体也能快速演化出超级细胞，来应对大自然的挑战！
总结
起初我也是开始有点相信阴谋论的，但我想凡事还是自己推倒下，谣言就会不攻自破。
里面的推导逻辑有错漏的地方，还请不吝赐教！
