冰川融化将放出远古病毒,人类危险了?

冰川融化将放出远古病毒,人类危险了?

2020年03月07日 18:33:24
来源:国家地理中文网

新型冠状病毒的肆虐,

给我们带来了死亡与伤痛。

2014年10月,来自马萨诸塞州的医生在进入利比里亚附近一家新开的埃博拉诊所之前,用镜子检查了防护装备。

DANIEL BEREHULAK, THE NEW YORK TIMES, REDUX

病毒——自然创造的冷血杀手,

早在人类出现之前就占领了这颗星球。

随着全球变暖,冰层融化,

潜伏在冰川和永久冻土中

数百年甚至数千年的病毒可能会“苏醒”。

今年早些时候,

科学家检查了来自中国西藏

古里雅冰冠的两个冰芯样本,

其中一个样本的历史可追溯到520年前,

而另一个几乎是在约1.5万年前

被封锁在冰层之下的。

古里雅冰冠(Guliya Ice Cap)位于青藏高原西昆仑山。

图源:Lide Tian

科学家分析了冰芯的微生物和病毒群落,

发现两个冰芯的微生物明显不同,

可能代表了沉积时非常不同的气候条件。

被发现的33个病毒种群中,

有4个已知和28个未知的病毒属。

(注:通用的病毒分类系统采用目、科、亚科、属和种的分类等级,如新冠病毒与SARS病毒同属于冠状病毒科BETA病毒属,但不同种。)

显微镜下的流感病毒。

摄影:BSIP SA, ALAMY

分析还发现了总共254个细菌属,其中118个属级已鉴定。样本中含有大量的紫色杆菌属、极地单胞菌属、黄杆菌属,丛毛单胞菌科和微杆菌科的未知属。

微小的蓝细菌通过光合作用创造了地球富氧大气,在地球历史上发挥了巨大的作用。

摄影:STEVE GSCHMEISSNER, PHOTO RESEARCHERS, INC

在病毒宿主预测中,33个病毒种群中有18个与同时出现的大量细菌有关,这表明病毒感染了多个丰富的微生物类群。

噬菌体从垂死的链球菌中逃脱,准备寻找另一个受害者。

摄影:DENNIS KUNKEL MICROSCOPY, INC

在冰层中休眠了数百乃至万年之后,

随着持续不断的冰川、冻土融化,

病毒有可能被释放出来,

并对人类构成威胁。

阿拉斯加的这个入海冰川,其水下部分的融化速度比科学家之前根据理论模型估计的快100倍。

摄影:JIM MONE/AP

2014年,法国科研团队从俄罗斯远东地区采集到一份冻土样本,证实了“西伯利亚阔口罐病毒”(Pithovirus sibericum)的存在,其生存年代正是史前人类尼安德特人灭绝之时。

在被发现的阔口罐病毒当中,长度最大的有1.5微米,直径则有0.5微米,可在光学显微镜下观察到。阔口罐病毒是目前已知最大的病毒。

摄影:JULIA BARTOLI AND CHANTAL ABERGEL, IGS AND CNRS-AMU

这种病毒被封存在3万多年前冻土层中,仍然存活且具有感染性(只能感染阿米巴变形虫)。这也意味着,冻土融化有可能会给人类公共健康带来风险。

阿拉斯加哥伦比亚湾的哥伦比亚冰川,分别拍摄于2006年(左)和2012年(右)。

摄影:JAMES BALOG(左)和EXTREME ICE SURVEY WITH MATTHEW KENNEDY(右)

一些被公认已经消灭了的病毒,有可能再次复活,其中就包括繁殖过程与“西伯利亚阔口罐病毒”相类似的天花病毒。

1938年3月,在纽约加斯波特,一名校医和一名县卫生员给一名年轻人接种了天花疫苗。

摄影:HARRY CHAMBERLAIN, FPG

天花曾造成“人类史上最大的种族屠杀”,15世纪末,已经历几次瘟疫浩劫的欧洲人踏上美洲大陆时,这里居住着对外界病毒没有抵抗力的2000-3000万原住民,约100年后,原住民人口剩下不到100万人。

大约在1900年,一位医生在育空地区对感染了天花的印第安人进行了漫长的一天的治疗后,在一个甲醛帐篷里对除了头部以外的所有部位进行了熏蒸。

摄影:THOMAS RIGGS, JR.

1980年5月,世界卫生组织宣布:“天花已被完全根除。”现在,天花病的病毒只保留在美国和俄罗斯的实验室中,供研究使用。

在美国陆军位于犹他州的杜格威试验场,一位微生物学家正在使用一种模拟神经毒剂。

摄影:DOUGLAS C. PIZAC, ASSOCIATED PRESS

但天花的病原体仍可能埋藏于西伯利亚的永久冻土中。在20世纪90年代启动的一个研究项目中,俄罗斯科学家化验了19世纪具有患天花后遗留症状的尸体样本,检测到天花病毒的DNA片段。

摄影:KATIE ORLINSKY, NAT GEO IMAGE COLLECTION

而就在2016年,

西伯利亚炭疽疫情卷土重来。

图源:VICE

在西伯利亚冻原的亚马尔半岛上,

夏天的一波热浪袭击,

加速了永久冻土的解冻,

导致75年前死于炭疽的驯鹿尸体暴露。

一群驯鹿穿越西伯利亚山谷。

摄影:DEAN CONGER, NATIONAL GEOGRAPHIC

具有感染性的炭疽菌

被释放到附近的水体和土壤中,

然后进入食物供应链。

附近放牧的2000多头驯鹿被感染,

并引发了小部分人类的感染。

1名12岁的男孩因感染炭疽死亡,

至少有20人也因此住院治疗。

摄影:Press Service of Yamalo-Nenetsk Governor's Office

与这一事件发展高度相似的,

是一部2009年上映的科幻电影《解冻》。

片中,猛犸象的尸体因冰川融化露出,

尸体融化时致命寄生虫的卵也随之复活。

这种寄生虫能寄生其他生物体,

并在其身体内产卵,最终杀死寄生体。

北极熊被感染死去,

科考队员也全部中招……

尽管古老的寄生虫卵在冰冻尸体中存活是非常不现实的,用虫来表现可能只是因为电影制作者需要展示一种可见的感染手段;另一方面,事实证明,冰层存在病毒、细菌和其他微生物的研究是可靠的。

在南极洲的麦克默多站附近,冰架上方出现了大量融水。

摄影:NICHOLAS BAYOU,UNAVCO

而在考虑古代病毒可能带来的健康风险时,考虑接触也很重要。大多数传染病是通过直接接触、体液和呼吸道飞沫传播的。换句话说,实际上不存在远距离传播的危险。

尼泊尔喜马拉雅山脉的香格里沙尔冰川。

摄影:ENRIQUE LOPEZ-TAPIA, MINDEN PICTURES

在西伯利亚偏远地区或西藏冰川上发现的病毒可能不会太危险,因为接触的风险很低。相反,城市地区人口密集增加了暴露和接触,从而增加了疾病暴发的风险。

印度加尔各答拥挤的街道

摄影:RANDY OLSON, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

未来,这种情况可能会改变。随着北极新航线的开辟,极地冰层融化可能会影响我们在地球上航行的方式。

不断变化的气候也可能促使物种向世界的新地区扩展它们的生存范围。这些行为变化可能导致动物和微生物以不同的方式相互作用,或者第一次接触病原体。

在挪威斯瓦尔巴群岛的斯匹次卑尔根岛附近,一只北极熊站在一座冰山上。

摄影:NORBERT ROSING, NAT GEO IMAGE COLLECTION

对“冰冻病毒”的研究可以让我们深入了解数万至数十万年前传播的病毒种群,这些信息有助于更好地理解当代病毒进化。

我们需要担心的是

全球变暖正导致世界各地的冰川缩小,

这不但导致病毒和微生物档案的丢失,

令科学家无法发现冰川保存的古代病毒;

更糟的是,环境中多了许多病原体。