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  • 气候转暖将使北极永久冻土带“僵尸疾病”复活

    发布时间: 2017/11/16 0:08:39 被阅览数: 次 来源: 新浪科技
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    新浪科技讯 北京时间11月13日消息,据国外媒体报道,北极融化的永久冻土之下潜伏着什么?从空中来看,格陵兰岛海岸显得广阔而平静,这里有数百个海湾,“分割”了格陵兰岛,海湾表面能够镜面映射蓝天白云和云层底部,岛上草地分布着高山矮杨柳和褐色青苔。
      虽然格陵兰岛存在巨大冰原,但是没有冰层覆盖的海岸面积接近15.9万平方英里,居住着5.7万人。也就是说,该区域面积比德国大,人口仅是美国托皮卡市、皮奥瑞亚市或者纽黑文市的一半。当你站在伊卢利萨特海边小镇的山丘上,可以听到微风吹拂草丛,还能听到海湾冰层彼此碰撞的声音。
      美国《大西洋月刊》专栏作家罗宾逊·梅耶(ROBINSON MEYER)来到了神秘的格陵兰岛,因为近年格陵兰岛的土壤变得逐渐松软,一些令人不安的威胁正在逐渐苏醒。在格陵兰岛向东望去,是一片海洋,电视节目有时称北冰洋是“极地冰冠”,但是这里气温波动较大,并且受全球气候转暖影响,气候变得十分反常。格陵兰岛周围较大岛屿有斯瓦尔巴群岛和新地岛,斯瓦尔巴群岛位于挪威北部,那里的北极熊密度很大,以至于在该地区生活的居民必须携带一把来复枪保证安全;新地岛(俄罗斯北部位于北冰洋的两个大岛),是迄今最大的核弹试验场。
      以上三个岛屿拥有肥沃的湿地土壤,从岛屿内部冰原边缘延伸至海洋悬崖,曾经这里的土壤生长着茂盛蕨类植物和成片的草原,目前这里经历了长达35000年的严寒冰冻,我们称其为“永久冻土带”。
      尽管该区域被命名为永久冻土带,但并非永久或者完全被冻结,每年冬季,北极海域结冰,岛屿上的土壤被冰冻,之后经过漫长的夏季,冰层逐渐融化,永久冻土带也部分解冻。
      “如果永久冻土带存在感染早期人类和人类祖先物种的细菌,当冻土带融化时它们很可能再度侵袭我们!”
      近年来,在全球气候转暖的趋势下,夏季变得更长,冬季变得更温暖,季节变换失去了原有的对称性。生物学家称永久冻土层是“活土层”——部分土壤里能够存活微生物和其它形式的生命,目前活土层进一步向地下深处延伸,并且向北部延伸,其存在时间已有数万年。
      近期活性永久冻土带充满了一些“陈旧物质”:枯死植物、死亡动物、被灰尘和积雪掩埋和重复掩埋的苔藓。长期以来,在冰冻的环境下这些物质减缓腐烂分解进程,但它们最终会腐烂,并释放气体进入大气层,加剧全球气候转暖速度。
      同时,这些物质充满了病原体:细菌和病毒长期被冰霜冻结固定。研究人员警告称,许多病原体可能幸存于缓慢地融解过程,如果是这样的话,它们很可能会再次感染人类。
      也就是说,气候变化将唤醒地球上被遗忘的病原体,这是全球气候转暖最离奇的特征之一,并且已悄然发生了……
      1892年,当时28岁的俄罗斯植物学家德米特里·伊万诺夫斯基(Dmitri Ivanovsky)在圣彼得堡召开的一次科学会议上提出一种无法解释的现象:他发现一种没有细菌的疾病。
      当他将烟叶放入一种清澈的液体中,他观察到烟叶上出现斑点,但是在显微镜下找不到可以解释这种变化的细菌。在这项研究之前的几十年,路易·巴斯德(Louis Pasteur)和其他科学家证实显微镜下的微生物可以导致疾病。但是令伊万诺夫斯基困惑的是,他在实验中证实了一种没有微生物的疾病。他指出,这种疾病与烟叶上的黏液有关,并将其命名为“病毒(virus)”,拉丁语的意思是“黏液”。
      125年之后,我们仍继续沿用伊万诺夫斯基命名的病毒术语,但是我们知道病毒远比我们想像的更加奇特。作为病毒存在单位,个体病毒粒子在生命周期中能够多次复制自已,但从未被描述为活体状态,它从不呼吸或者交配。它会刺穿细胞壁,劫持细胞的蛋白质工厂,迫使其复制更多的病毒粒子。一个病毒粒子几乎瞬间内可以复制数万个副本病毒粒子,病毒是存活的非生命体,是渴望存在却没有意识的物质。
      让·米歇尔·克拉维莱(Jean-Michel Claverie)和香塔尔·阿比盖尔(Chantal Abergel)是法国马赛大学两位资深微生物学教授,他们从事多年病毒研究工作,同时,他们也是一对夫妻,自21世纪之交以来,他们是全球最著名的两位“微生物猎人”。2002年,当他们在马赛大学实验室研究军团菌病(Legionnaires’ disease)时,发现迄今史上最大的细菌——拟菌病毒(Mimivirus),这种细菌非常大,可以在显微镜下观察到。
      克拉维莱夫妇共发现了四种“怪兽级”细菌,其体积是2000年之前科学界所发现任何细菌的数倍。这四种细菌是在一些特殊环境下发现的:除拟菌病毒之外,第一种细菌发现于澳大利亚浅湖;第二种发现在智利海边一桶海水中;第三种是在女性隐形眼镜上发现的。
      所有这些大型病毒都感染了变形虫,而不是人类,它们并未对我们构成传染性威胁。但是它们是非常奇特的物质,它们的体积与细菌相差较大,从显微镜中可以清晰地观察到。它们的生命力非常顽强,同时,大多数细菌比变形虫制造更多的蛋白质。
      令克拉维莱夫妇吃惊的是,他们并未想到“怪兽级”细菌会潜伏在永久冻土带。2013年,克拉维莱阅读了一支俄罗斯研究小组的研究报告,报告中发现潜伏在永久冻土层深处的一种神秘种子,这种水果种子掩埋在地下38米之下,大约在零下6.7摄氏度的条件下度过了数千年时间。在冷暖季节交替时从未解冻过,然而一旦将其解冻,并放在花盆之中,它会萌发出蜡状小芽和娇嫩的白花。
      “永久冻土带逐渐复苏的病毒十分反常。”
      克拉维莱联系了这支俄罗斯研究小组,向他们解释了自己对微生物的研究,并希望获得一些永久冻土层样本进行实验,该研究小组同意了,向克拉维莱夫妇邮寄了包含该类型种子的相同永久冻土冰冻样本。在实验中,他们将一小块样本放在高分辨率显微镜下观察,并将实验温度调至正常室温,引入变形虫进行研究,观察最终实验结果。
      之后他们观察发现一种病毒出现在他们的取景器中:西伯利亚阔口罐病毒(Pithovirus sibericum),这是一种体形较大的卵状病毒,能够在冰芯中冰冻存活3万年时间。同时,这是迄今发现最大的病毒粒子。
      克拉维莱说:“我们试图隔离变形虫病毒,却不知道它们是一种大型病毒,并且是一种未知、完全不同类型的病毒。实验证明我们在永久冻土层中发现一种十分反常的病毒,它非常奇特!”
      他们发现的这种病毒对人类不会构成威胁,但是人类病原体也能幸存于永久冻土层的冻融条件。2016年夏季,西伯利亚爆发炭疽热,导致数十名成年人和一位儿童死亡,病毒载体被认为源自1941年一头死亡驯鹿的解冻腐烂尸体。
      同时,一支加拿大科学家研究小组近期发现一种细菌——类芽孢杆菌(Paenibacillus),它们发现于新墨西哥州的一个洞穴,已封存了400多万年时间。虽然它们对人类不会构成危害,但是这种远古细菌对多数临床抗生素具有耐药性,其中包括多数最新研制和最具治疗效果的抗生素。这项发现表明,细菌可以幸存于最特殊、最偏远的环境。
      “马上你会挖掘出100万年未动过的1600万吨永久冻土!”
      研究人员继续研究测试病原体的极限,据报道,上世纪80年代,前苏联微生物实验室从永久冻土层中复活了细菌,但是人们对该研究报告很少关注。 2017年,克拉维莱来到了西伯利亚在永久冻土层深处挖掘采集样本,试图证实病毒能够幸存于解冻100万年前的永久冻土层。
      克拉维莱说:“我们试着在更深处采集样本,从而证明其中可能包含幸存于变形虫体内的病毒,我们并不是试图恢复人类病毒,当然,我们不会做傻事。”
      目前,气候变化对永久冻土带产生的影响令他们十分担忧,尤其是人类活动促使永久冻土带开始解冻。例如:格陵兰岛,现在这个岛屿是丹麦的领地,3个世纪前丹麦对格陵兰岛进行殖民,目前格陵兰岛正在缓慢地从欧洲分离,2009年,格陵兰岛当地政府从丹麦接管了除国防和外交政策之外的所有政府职能。每年丹麦仍对格陵兰岛拨付当地政府预算三分之二的资金,但是如果格陵兰岛独立,丹麦将放弃对其拨款。为了填补财政预算缺口,格陵兰岛开采了6个新矿,这座岛屿蕴藏大量矿产,岛屿南部拥有全球最大的稀土储量。北极危险的海域和极端的气温使这些稀土资源很难进行开采,但是伴随着全球气候转暖,将解决以上“两个问题”。
      在今年《欧洲内科医学杂志》发表的一份研究报告中,克拉维莱担心北冰洋(尤其是指西伯利亚和俄罗斯北极区域)开通商业通航会导致病原菌爆发。他指出,我们和俄罗斯人都知道,这里拥有大量的珍贵资源。其中包括:贵重金属、稀土、石油,还有天然气和黄金。但是格陵兰岛资源开采仍存在着压力。
      在北极地区采矿和开采石油需要移动大量永久冻土,至少是数百万吨的等级,如果要进行采矿,你需要立即挖掘1600万吨永久冻土,事实上这些冻土在过去100万年的时间里未被移动或者破坏过。
      克拉维莱称,可以想像一下,如果未来对永久冻土带进行资源开采,那么在采矿小屋旁会堆积着大量腐败分解的永久冻土,它们暴露在阳光、空气和夏季雨水之中。如果永久冻土中包含大量感染人类或者人类祖先的微生物,那么我们将距离危险更近了。
      如果某一种传染性病毒在格陵兰岛释放出来,鲁特·佩宁加(Luit Penninga)将是处理这些问题的首批人员之一,据悉,佩宁加是格陵兰岛伊卢利萨特医院的资深外科医师。他在办公室可以看到迪斯科湾,这是位于北极圈北部320公里处的一个灰色海域,他有时会看到冰山蓝色边缘,以及驼背鲸尾部跃出海面。
      “格陵兰岛医疗条件较差,存在僵尸病毒和一些未知病毒!”
      佩宁加一生致力于基础较差的北极医疗工作,在梅耶会见佩宁加的前一个晚上,佩宁加乘坐直升飞机穿越海湾约见一位宫外孕产妇,她生活在乌玛纳克村,这座村庄居住人口1200多人,但是村子里没有医生。佩宁加将这位产妇送上飞机,并在途中照顾她,当直升机降落在伊卢利萨特医院时,立即对这位产妇进行了手术,这项手术非常成功。第二天佩宁加会见梅耶,梅耶看上去温和而平静,该地区处理类似这样的手术是经常的事情。
      目前,格陵兰岛医疗保健体系是社会化——所有医院都是国有单位,所有医疗和处方药都是免费的,并且格陵兰岛分为几个区域。自从佩宁加负责伊卢利萨特地区卫生保健以来,他对格陵兰岛西北部一半地区的居民医疗保健进行了监管,其中包括:伊卢利萨特市(格陵兰岛第三大城市)、卡纳克(Qaanaaq)——北冰洋拥有650人的小城镇。据了解,北冰洋地区生活着1.7万人,他们生活在小村庄里,交通工具只有船只或者直升飞机,他们生活在比法国面积更大的地区。
      有时佩宁加必须乘坐3个小时的飞机,往返于卡纳克和伊卢利萨特之间,两个地区之间的距离超过1173公里,每次飞行的费用为1400美元。从伊卢利萨利出发,飞往一些最小的村庄还需要1个小时的距离,那些小村庄居民世代以捕猎海豹和海象为主。每年运输费用占格陵兰岛全年健康预算的10-15%。
      佩宁加经常处理雪地机动车和狗拉雪橇等人员受伤事故,以及治疗阑尾炎、呼吸道衣原体感染和肺炎。其中最糟糕的疾病是细菌感染:一种具有特殊攻击性的耳部细菌感染,是格陵兰岛独有的,能够导致孩子持续多年的耳膜穿孔,对孩子们的学校学习构成了严重影响。格陵兰岛还有一种特有的败血病,医生在岛上工作了几年,都知道这种疾病的可怕之处,佩宁加说:“有些人会很短时间内感染这种败血病,甚至会很快导致死亡。”
      当梅耶问询佩宁加关于僵尸病原体时,他笑着点点头,然后说:“是的,格陵兰岛存在僵尸病原体感染现象,这是非常棘手的问题,更令人担忧的是,我们甚至不知道这是由什么细菌感染的。”
      一些潜伏在永久冻土层的细菌可能非常熟悉,人们已知道它们的攻击性,并认为人类能够根除。世界卫生组织(WHO)曾夸大宣称已根本性消除天花。但是克拉维莱警告称,很可能天花病毒在永久冻土层中保存了下来。
      更令人担忧的是永久冻土层还可能潜伏着我们未知的病毒,克拉维莱说:“没有人真实理解为什么穴居人如何消失灭绝,有时潜伏在永久冻土层中的某些病毒可能威胁人类或者远古人类近亲,值得注意的是,现今这些病毒可以再次感染我们!”
      梅耶离开格陵兰岛两个星期之后,一处距离佩宁加办公室不远的永久冻土突然燃烧起来,这则消息震惊了全球各地的新闻媒体,许多人都很难理解冻土层会突发野火,这场大火持续了几个星期,当地政府试图搞清楚如何避免永久冻土层野火对人们构成伤害。问题在于冻土层火灾很难控制,消防后勤单位很难及时到位,人们难以预测其发生地点或者如何进行控制,最终这场冻土层野火是被一场大雨扑灭的。
      这种紧急情况超越了我们的“已知范围”,也是气候变化产生最令人不安的征兆之一。不管未来一个世纪会出现火灾还是洪流,或者可怕的瘟疫,这些现象可能会变得越来越极端,人们对其了解更加有限,未来我们将会吃惊地发现自己与这些现象做斗争,甚至是在最安静的地方,世界也会充满新的危机隐患。(叶倾城)
    编辑:秋痕

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    生存能力极强的“水熊虫”或成为首批星际航行旅客

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