冰封上萬年的病毒,正在隨氣候變暖而活躍,潘多拉魔盒將要打開

縱觀歷史長河,人類的發展史也包含與細菌病毒的抗爭史。從黑死病到天花,我們不斷進化和研究出與之抗衡的免疫力,而病毒也從未屈服於人類,它們也在發展演變,不時爆發出一兩種新的變異病毒讓人類猝不及防。於是人類又不得不重新認識、研究和消滅這些新病毒,這是一場永無止盡的世紀之戰。

每次當一種新型致命病毒出現,人類在它面前都是一個小白,我們需要花費大量的人力、物力和時間去尋找消滅它的途徑和辦法,而付出的代價也極為沉重,往往是少則幾百,多則成千上萬人的生命。這次正在肆虐的武漢新型冠狀病毒,已經在短短的幾個月造成我國2000多人死亡,影響波及世界多個國家,可見其危害程度之大。

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史前致病細菌正隨凍土融化而復甦。

事實上人類所面臨的病毒危機還不止於此。近期據外媒報道,來自美國俄亥俄州立大學、內布拉斯加州大學的科學家團隊在我國青藏高原西北部冰川中發現了33種已被冰封了15000年的史前病毒,其中28種病毒人類從未見過。而隨著地球氣候變暖,被困在冰和永凍層中長達千年的細菌和病毒正在逐漸復甦。

2016年8月,在西伯利亞亞馬爾半島的一個極寒小村落,一名12歲的男孩因感染炭疽病毒而死亡,至少20人入院治療。科學家對此疫情研究後認為,75年前一隻感染了炭疽熱的馴鹿死亡,它的屍體被埋在被稱為永久凍土的土層下面,直到2016年夏天該地區出現熱浪,導致永久凍土層解凍,於是馴鹿屍體暴露出來。它將傳染性炭疽菌釋放到附近的水和土壤中,附近放牧的2000多隻馴鹿感染了病毒,導致了小範圍的人類感染病例。

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真正讓科學家擔心的是,上述病例很可能將不是孤立事件。隨著地球變暖,更多的永久凍土將會融化。一般情況下,每年夏季只有約50釐米的淺層凍土會融化。但現在,全球變暖使舊的永久凍土層逐漸暴露在光天化日之下,從而慢慢開始融化。永久凍土是細菌病毒的最佳生存場所,它們可以在裡面生存長達一百萬年。如果這些凍土開始解凍,很可能意味著將打開疾病的潘多拉盒子。

病毒棲息凍土冰層可達數百萬年。

法國馬賽大學的進化生物學家Jean-Michel Claverie說:“永凍層是微生物和病毒的良好保護層,因為它很冷,沒有氧氣和光照。可能感染人類或動物的致病性病毒可能保存在古老的永久凍土層中,包括一些過去曾導致全球流行病的病毒。”

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在2005年的一項研究中,美國國家航空航天局(NASA)的科學家們成功地復活了在阿拉斯加一個冰凍的池塘裡生活了3.2萬年的細菌。這種被稱為“更新世肉桿菌”(Carnobacterium pleistocenium)的微生物在更新世時期就已經被凍結了,當時長毛猛獁象還在地球上游蕩。冰一融化,他們就開始四處遊動,似乎沒有受到影響。兩年後,科學家們又設法使一種800萬年前的細菌復活,這種細菌曾潛伏在南極信標和馬林斯峽谷冰川表面之下的冰層中。

在2014年的一項研究中,一個科學研究團隊重新發現了兩種被困在西伯利亞永久凍土層達3萬年的病毒。它們被稱為Pithovirus icum和Mollivirus icum。與大多數病毒不同,它們非常大,可以在普通顯微鏡下看到,屬於“巨型病毒”。它們在沿海苔原地下100英尺處被發現,一旦它們復活,病毒很快就具有傳染性。幸運的是,這些特殊的病毒只感染單細胞阿米巴原蟲。儘管如此,研究表明其他可能感染人類的病毒也可能以同樣的方式復活。

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當然並不是所有的細菌都能在凍土層中復活。炭疽細菌之所以能做到這一點,是因為它們能形成孢子,而這些孢子極其頑強,可以在冷凍狀態下存活一個多世紀。其他能形成孢子並能在永久凍土層中存活的細菌包括破傷風桿菌和肉毒桿菌。肉毒桿菌是引起肉毒中毒的病原體。肉毒中毒是一種罕見的疾病,會導致癱瘓甚至死亡。

環境變化和人類活動正在影響凍土層

19世紀90年代,西伯利亞爆發了一場天花大流行。一個城鎮失去了40%的人口,他們的屍體被埋在科雷瑪河河岸的上層永凍層下面。120年後,由於地質結構發生變化,科雷瑪河開始氾濫,洪水侵蝕河岸,永凍層加速融化,那些因病毒死亡的人的屍體被沖刷出來,新西伯利亞國家病毒學和生物技術研究中心的科學家們測試了這些屍體樣本後表示,他們發現屍體上有天花留下的瘡痕,並且檢測到了它的DNA片段。

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此外,氣候變暖使北冰洋的海冰正在融化,西伯利亞的北岸變得更容易從海上到達。其結果是人類開始涉足這些地方,工業開採,包括開採黃金、礦物、石油和天然氣正變得有利可圖。那些古老的地層可能會在採礦和鑽探作業中暴露出來,如果存活的病毒粒子還在那裡,就可能意味著災難。

史前病毒並不僅僅來自永久凍土層。

2017年2月,美國國家航空航天局(NASA)的科學家宣佈,他們在墨西哥的一個礦裡發現了1萬到5萬年前的微生物。這些細菌被發現於墨西哥北部奈卡的水晶洞穴中。洞穴中含有許多乳白色的亞硒酸鹽晶體,形成於幾十萬年前。

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在新墨西哥州地下1000英尺的Lechuguilla洞穴中,科學家們甚至發現了更古老的細菌,這些微生物已經有400多萬年沒有見過地表,它們被困在晶體的小液囊中,但一旦被移除,它們就會復活並開始繁殖。這些微生物在基因上是獨一無二的,很可能是新物種,但研究人員尚未發表他們的研究成果。

部分病毒細菌對抗生素具有天然免疫力。

雖然年代久遠甚至遠離人類文明,但這些細菌病毒不知為什麼對人類已有的18種抗生素具有抗藥性,包括被認為是對抗病毒感染“最後手段”的藥物。在2011年的一項研究中,科學家從俄羅斯和加拿大之間的白令海峽地區3萬年前永久凍土中發現的細菌中提取了DNA,他們發現基因編碼對-內酰胺、四環素和糖肽抗生素具有耐藥性。

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在2016年12月發表的一項研究中,研究人員發現有種被稱為Paenibacillus sp. LC231的細菌對70%的抗生素都有耐藥性,並且能夠完全消滅掉其中許多抗生素。由於這些細菌已經在洞穴中完全隔離了400萬年,它們沒有接觸過人類,也沒有接觸過治療人類感染的抗生素藥物,因此意味著它的抗生素耐藥性一定是通過其他方式產生的。

人類該如何應對?敬畏自然、和諧共生

有一種觀點認為,凍土病原體帶來的風險從本質上是不可知的,所以它們不應該讓我們過於擔心。相反,我們應該把重點放在氣候變化所帶來的更現實的威脅上。例如,隨著地球變暖,北方國家將更容易受到瘧疾、霍亂和登革熱等“南方”疾病暴發的影響,因為這些病原體在更溫暖的溫度下茁壯成長。

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另一種觀點是,我們不應僅僅因為無法量化風險就忽視它們。有科學家表示,“根據我們之前的研究工作,現在確實存在一種可能性,那就是史前致病菌可能復活,並感染我們。它可能是可以用抗生素治癒的細菌,或者是耐藥細菌,或者是病毒。如果病原體很久沒有與人類接觸,那麼我們的免疫系統就沒有準備好,這顯然非常危險。人類必須引起足夠的重視,世界各國應該聯合起來進行研發,包括儘早發現和認識這些細菌病毒,並研究出相應的免疫藥物等。”

我們認為,細菌和病毒既是人類的敵人,同時也是生態循環中不可或缺的一環。並不是所有的細菌都會致病,不少細菌還對人類有用。比如,如果沒有細菌的生物降解,地球將成為各種動物和人類屍體橫行的世界。我們只有加大科研力度,儘可能多地瞭解和掌握細菌病毒的各種屬性,才能真正駕馭它們,避其有害之處,使之能為人類所用。

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同時,雖然現代醫學技術發展很快,但面對新型病毒的出現我們仍然會付出慘痛的代價,因此最好的方式就是敬畏自然、愛護自然,做到與大自然和諧相處,防止過度開發和利用自然,讓那些沉睡了數百萬年、遠離人類的細菌病毒自生自滅,否則大自然就會在某個無法預料的時間和地點,以人類預想不到的方式,對肆意破壞環境的人類進行反擊。

人類與病毒的生存之戰,是一場沒有硝煙的戰爭,如果指望以消滅致病細菌和病毒的方式來取得勝利,人類的勝利遙遙無期,病原體總能通過不斷進化,找到對付人類藥物的辦法。既然難以消滅,那麼做到相互尊重、和平共處,才是從根本上戰勝病毒的最佳策略。


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