新冠肺炎疫情防控進入關鍵時刻。此時,恐怕很少有人會將“冠狀病毒”和“氣候變化”聯繫起來。但就在中國舉國上下抗擊疫情同時,美國民主黨總統候選人伊麗莎白·沃倫(Elizabeth Warren)近日提出:氣候變化可能是導致傳染病爆發的原因。為此她還抨擊了特朗普退出《巴黎氣候協定》的決定,表示“美國應著手應對氣候變化”。
伊麗莎白·沃倫
無獨有偶,在BioRxiv論文1月發表的論文裡:俄亥俄州立大學科學家在青藏高原冰核樣本中發現古老病毒存在證據,其中28種是新病毒。全球變暖導致各地冰川縮小,可能釋放冰封了萬年甚至數十萬年的微生物和病毒。
氣候變化與傳染病存在關聯的話題,並不是近日才被提起。
2014年,法國的一項研究提取了一種被封存在永凍層中長達3萬年的病毒,並在實驗室對其重新加熱。儘管已被冰封了3萬年,病毒仍迅速復活。參與研究的科學家提出警告,凍結在土壤中的未知病原體可能會因氣候變暖而再次甦醒。
看起來,或許是時候關心一下氣候變化和病毒之間的聯繫了。
氣候變化或導致凍土中的微生物“甦醒”
多年凍土凝固了數萬年甚至更久遠的時光。在談氣候變化對凍土的影響時,首先要了解何為多年凍土。遠在美國出差的蘭州大學資源環境學院教授、國家特聘專家張廷軍接受了記者訪問。他長期從事氣候變化與冰凍圈研究,特別是對多年凍土的研究。他告訴記者:“全球絕大部分多年凍土是在過去幾萬年,甚至幾十萬年或上百萬年寒冷時期或冰期時形成的。多年凍土是指土壤溫度低於或等於0攝氏度連續兩年以上的土層或岩石,它可以含有冰或無冰。多年凍土的厚度能從幾米到1500多米,有些地方甚至更厚。”
(1)目前全球多年凍土主要分佈在北半球,面積約22.79百萬平方千米,約佔北半球陸地面積的24%。
(2)北半球多年凍土主要分佈在北極地區和中國的青藏高原,即地球的第三極。
(3)中國的青藏高原有約1.06百萬平方千米的多年凍土區,另外在中國東北地區、祁連山、天山、阿爾泰山等地也有多年凍土存在。蘭州地區的馬銜山也有零星多年凍土,面積大約0.16平方千米。
全球多年凍土分佈圖
全球多年凍土分佈圖
中國凍土分佈圖
中國凍土分佈圖
多年凍土中包含很多成分,主要有地下冰、有機碳等,當然也有土壤顆粒物質,土壤顆粒是主要物質。“多年凍土中還含有液態水,稱未凍水。在未凍水內,經常被發現有微生物存在,其中也可能含有古老的病毒。從南極冰蓋下的多年凍土研究表明,多年凍土中的微生物可能生存長達80多萬年以上。”這也意味著,隨著氣候變暖,多年凍土退化,“很可能激活過去凍結在多年凍土中的微生物,其中可能包含有病毒,值得繼續深入研究。”張廷軍解釋道。
那麼,這些甦醒的古老病毒會對人體造成危害嗎?
張廷軍的回答是:“到底對人類有多大危害,目前依然很不清楚。而且這方面的研究國際上比較少,中國幾乎沒有開展,僅有的研究也主要是實驗室觀測、分析實驗,還沒有在野外實地驗證。”從多年凍土的退化速率來看,“要把深層多年凍土中的微生物或病毒釋放出來,還需要較長時間,但是研究多年凍土中微生物,特別是病毒的科學問題,刻不容緩!”
當前,世界各國已經關注到冰川融化、多年凍土退化的危害。由於多年凍土中含有大量的有機碳,這些有機碳暫且還被凍結在多年凍土中間,不參加與大氣與土壤之間的碳循環。“一旦多年凍土退化,這些被凍結的有機碳被融化,經過微生物分解過程,形成大量的溫室氣體(CH4和CO2),釋放到大氣中去,會增加大氣中溫室氣體的含量,進一步加速全球變暖。”而這後果,可能是下一場人類無法承受的災難。
二氧化碳是主要的溫室氣體,一旦其增加,將導致氣候變化加劇。值得提醒的人,人類的一些不良行為正在加速這一變化。
路易斯·埃斯科博(Luis Escorbar)是弗吉尼亞理工大學的的一名疾病生態學家。他說:“砍伐森林、城市化進程或者農業的發展,讓人們更接近野生動植物,更多地暴露在野生動植物攜帶的病毒下。”
幾千年來,大多數病毒都與動物宿主共存,這種共存並不會損害其自然宿主。畢竟,病毒需要宿主的繁衍來延續自身發展。
圖為切昆貢亞熱病毒的傳播週期。在森林傳播中,病毒以“蚊子-猴子-蚊子”的模式傳播。在城市中,病毒則以“
病毒的種類很多,其中一種為“逆轉錄病毒”,是不折不扣的“基因快遞員”。當它侵入一種動物體內,就會把遺傳物質插入動物的DNA中,在動物細胞分類的時候,會同時將自身的DNA與受病毒入侵的DNA複製一遍,傳遞下去。
圖源:博客科技
不單單是動物宿主,人類自身也是由病毒“塑造”的。然而病毒有一種特性:它們有時候很“任性”,會發生突變。一旦某種動物身上的病毒突變,就能成為感染人類的新病毒。倘若這些病毒傳播到人類身上,就會迅速蔓延並造成重大傷害。
隨著人類毀林開荒、加速城市化進程,對自然生態領地的“侵佔”不斷加大,導致人類與帶有病毒的動植物距離更近。病毒感染風險,也在此刻同時增大!
氣候變化改變動物棲息和活動範圍,導致病毒隨之擴散
氣候變化還意味著傳染病將傳播到新的地方。
美國USAToday網站刊文指出,截至到2019年5月,美國致命和罕見的腦部疾病爆發,已導致11人死亡。科學家說,由於氣溫異常升高,一種名為東方馬腦炎的疾病可能會更加嚴重。
受到氣候變化的影響,美國不斷遭受熱浪、洪水、乾旱。這些氣候的變化,反過來作用於環境以及棲息在其中的微生物、病毒和昆蟲,導致他們在新的地區以及不同以往的時間內出現或者繁殖。
加利福尼亞州斯坦福大學的生物學教授艾琳·莫迪凱伊(Erin Mordicai)說:“雖然很難將任何特定的疾病時間歸因於全球變暖,但是可以肯定的說,氣候變化會改變疾病動態。”
斯坦福新聞網刊文闡述了莫迪凱伊的另一個發現:“溫度升高會使媒介傳播的疾病到達最佳溫度或者‘轉折點’,在這個溫度或者傳播點上,傳播會減慢。瘧疾最有可能在25攝氏度傳播,寨卡病毒最高在29攝氏度傳播。然而,隨著氣候變暖,一些傳播病毒的蚊子北遷,會加大北部寒冷地區傳播的幾率。”
如果二氧化碳排放量維持現在水準,2080年埃及伊蚊的活動範圍 圖源:Stanford News
如果超出《巴黎協定》規定的目標,則2080年埃及伊蚊的活動範圍 圖源:Stanford News
已有證據表明,通常在冬天才會出現的流感病毒毒株,能夠在溫暖的環境下生存。比如在夏天,一些鳥類會將源自亞洲的病毒帶走。由於氣候變化和冬季暖化,鳥類不得不飛往更北部的地方,和其他鳥類接觸,將病毒傳播與其他的流感接觸。氣候變化影響下的鳥類遷徙,會導致禽類互換流感類型,孕育新的潛在風險和新的菌株。
候鳥遷徙路徑和流感爆發地示意圖 圖源:wetland international
溫度升高使人類免疫力下降,病毒也隨之變強了
美國TIME網站近日刊文指出:不斷變暖的氣候會令人類的免疫力下降,這意味著病毒有了可乘之機。
人類的身體是抗擊病毒的機器。當病原體進入身體,人們會發燒,讓升高的體溫刺激免疫系統打敗病毒。在理想的情況下,熱量創造了一個環境,讓病原體難以生存。文章指出,“但是,隨著自然界的溫度不斷升高,病原體生存的環境也在整體升溫。在這種情況下,它們更加能夠適應人體發燒的體溫。一旦病原體適應更高的溫度,我們的免疫系統就無法發揮作用。”
例如,由於蝙蝠體溫高,一直處於“發燒”狀態,因此它們可以攜帶全部的病原體而不受其侵害。全球溫度的繼續升高,蝙蝠可以繼續受到其體溫的保護,但其攜帶的病原體對人類而言卻更加具備殺傷力。
2019年2月19日,《美國國家科學院院刊》刊發了一篇題為《較高的環境溫度會抑制對甲型流感病毒感染的適應性免疫反應》的文章。
研究人員在不同溫度條件下,用3組健康的成年雌性小鼠進行實驗。一組小鼠處於較冷的4攝氏度溫度中,另一組處於室溫約22攝氏度中,最後一組放在高熱溫度36攝氏度中。
然後,研究人員用流感病毒感染了3組小鼠,並對它們的免疫反應差異進行比較。
研究人員發現,儘管共生微生物群保持完整,但與保持在室溫下的小鼠相比,暴露於高溫的小鼠減少了食物攝入,體重減輕了10%。這說明,生活在溫度高熱環境中的小鼠,在應對流感病毒時,免疫系統受到阻礙,體質變得很弱,不能激發應對流感病毒感染的適應性免疫。
實驗表明,暴露於高熱量的小鼠不能激發針對流感病毒感染的適應性免疫。 圖源:pnas.org
如果這一實驗結論真的應驗,是否意味著當氣候變暖,病毒越來越難以擊敗,我們人類也會變得更脆弱了?
尾聲:下一場災難可以阻止嗎?
當攜帶病毒的熱帶蚊子越飛越遠,人類是否有能力應對不斷向北擴散的傳染疾病?當北極冰蓋融化,“沉睡”了數萬年的未知病毒重新被激活,我們真的能與之抗衡嗎?
即便新型冠狀病毒消失後,我們也可能面對新的危機:冰蓋融化、海平面上升、厄爾尼諾和拉尼娜頻繁登場、山火頻發、城市淹沒……在這顆人類賴以生存的藍色星球上,下一次等待我們的會是什麼?
我們可以選擇對自然更加敬畏,包括對其中的一切生物!
我們可以採取更綠色、低碳的生活方式!節約用水、少開一天車!
氣候變化導致的危機並不遙遠,實際上正發生在當下。你我他都牽連其中——雪崩之下,沒有一片雪花是無辜的。
應對氣候變化,是人類刻不容緩的當務之急。
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