气候变化正在释放古老的有机物——这意味着什么

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  • 融化的永久冻土正在释放已冷冻数千年的有机物,包括可复活的细菌和病毒。

  • 天花等疾病的重新出现——天花是全球唯一被根除的人类感染病——可能引发全球性灾难,尤其是在偏远难达地区。

  • 另一个担忧是,耐药微生物是否可能释放到环境中——尽管环境中已大量存在此类微生物。

科学家们近期复活了数种大型病毒,这些病毒此前被埋藏在西伯利亚冻土(永久冻土)中数万年。

被复活的最年轻病毒仅有27,000年历史,充满活力。而最古老的——一种Pandoravirus(潘多拉病毒)——约有48,500年历史。这是迄今被复活的最古老病毒。

气候变化如何影响阿尔卑斯山
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随着全球持续变暖,融化的永久冻土正在释放已冷冻数千年的有机物,包括细菌和病毒——其中一些仍具有复制能力。

这项最新研究由来自法国、德国和俄罗斯的科学家团队完成;他们从七份西伯利亚永久冻土样本中成功复活了13种病毒,其中包括名称颇为奇特的Pandoravirus(潘多拉病毒)和Pacmanvirus(吃豆人病毒)。

假设样本在提取过程中未受污染(这一点很难保证),这些病毒确实代表了具有活性的病毒,而它们此前仅在数万年前进行过复制。

这并非首次在永久冻土样本中检测到具有活性的病毒。早前的研究曾报告检测到一种Pithovirus(巨型病毒)和一种Mollivirus(软病毒)。

在其预印本论文(尚未经其他科学家同行评审的研究)中,作者指出,“探讨古代永久冻土层融化后,古代病毒颗粒仍具感染性并重新进入循环的风险是合理的”。那么,对于这些所谓的“僵尸病毒”的风险,我们目前了解多少?

迄今从此类样本中培养出的所有病毒均为巨型DNA病毒,它们仅感染变形虫。它们与感染哺乳动物的病毒相去甚远,更遑论感染人类,因此极不可能对人类构成威胁。

然而,其中一种此类感染变形虫的大型病毒,名为棘阿米巴多核巨型病毒(Acanthamoeba polyphaga mimivirus),已被与人类肺炎相关联

。但这种关联仍远未得到证实。因此,从永久冻土样本中培养出的病毒似乎并不对公共卫生构成威胁。

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另一个更为相关的担忧是,随着永久冻土融化,可能会释放出早已死亡的人的遗体,这些人或许死于某种传染病,从而将该感染重新释放到世界上。

天花是全球唯一被根除的人类传染病,而天花的重新出现——尤其是在偏远难达地区——可能引发全球性灾难。天花感染的证据已在永久冻土埋葬遗骸中被检测到,但仅为“部分基因序列”,即无法感染任何人的破碎病毒片段。不过,天花病毒在-20°C冷冻条件下确实能较好地存活,但存活时间仍仅为数十年而非数百年。

在过去几十年间,科学家们从阿拉斯加以及挪威斯瓦尔巴群岛上受永久冻土影响的地表中,挖掘出了死于西班牙流感的人的遗体。研究人员成功对这些已故者组织中的流感病毒进行了测序,但未能将其培养。流感病毒在冷冻状态下至少可存活一年,但可能无法存活数十年。

细菌或许是更大的问题

不过,细菌等其他类型的病原体也可能构成问题。多年来,西伯利亚驯鹿曾多次爆发炭疽病(一种影响牲畜和人类的细菌性疾病)。

2016年曾发生一次尤为严重的疫情,导致2,350头驯鹿死亡。此次疫情恰逢一个格外炎热的夏季,因此有观点认为,融化的永久冻土释放出的炭疽杆菌可能是引发疫情的原因。

炭疽芽孢Image: The Conversation(对话网)

已确认的西伯利亚驯鹿炭疽疫情可追溯至 1848年。在这些疫情中,人类也常因食用死亡驯鹿而受到感染。但也有其他学者提出了替代性理论来解释这些疫情,这些理论不一定依赖于永久冻土融化,例如停止炭疽疫苗接种以及驯鹿数量过多。

即使永久冻土融化确实引发了对当地人口产生严重影响的炭疽疫情,食草动物感染炭疽在全球范围内广泛存在,且此类局部疫情不太可能引发大流行。

另一个担忧是,耐药微生物是否可能从融化的永久冻土中释放到环境中。多项研究提供了充分证据,表明耐药基因可在永久冻土样本中被检测到。耐药基因是使细菌产生抗生素耐药性的遗传物质,并可在细菌之间传播。这并不令人意外,因为许多耐药基因是由早于抗菌药物时代的土壤微生物进化而来的。早于抗菌药物时代。

然而,环境——尤其是河流——已大量受到耐药微生物和耐药基因的污染。因此,从永久冻土中融化释放出的耐药细菌是否会大幅增加我们环境中本已十分丰富的耐药基因,值得怀疑。

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