北极地区的永冻层逐渐溶解,释放出致命古老微生物

2016年夏天,俄罗斯西伯利亚偏远的雅马尔半岛,有一名12岁男孩感染炭疽而送命;大约有100名疑似病例送医治疗,发现至少有20人也诊断出这种可能致死的疾病。此外,这地区有2300多头驯鹿也死于感染。原因为何?答案是永冻层正在解冻。

永冻层是一层长年结冻的土壤,俄罗斯官方表示,解冻的永冻层释出原本休眠的炭疽杆菌孢子,渗入附近的水域和土壤,然后进入食物供应链。这次炭疽疫情爆发是当地75年来首例。

多年来研究人员预测,全球暖化带来效应,随着气温攀升,原本冻结在永冻层里的微生物可能释出,例如古老细菌;科学家认为,其中可能包括人类未曾预期或没有免疫力的致病因子。如今噩梦逐渐成为现实:致病微生物从深层冻土浮现。

北极地区的永冻层逐渐溶解,释放出致命古老微生物插图1

炭疽在天然状况下存在于各种土壤,疾病的爆发也与永冻层无关,但永冻层大规模解冻,会使暴露于炭疽杆菌的人数大增。俄罗斯科学家列维奇(Boris A. Revich)与波多纳亚(Marina A. Podolnaya),在2011年发表于《全球健康行动》期刊的论文中预测:「永冻层消融会使18、19世纪致命传染病的病媒復甦,特别是当年埋葬传染病死者的墓地附近。」

高纬度的永冻层确实正在解冻,解冻深度也更甚以往。西伯利亚许多地区,每年夏天永冻层上部活动层的解冻深度约50厘米,但2016年夏天出现热浪,温度徘徊在35℃,比平常高了25℃。这种差异可能使解冻情况扩大或加深,也使通常深埋于冰冻泥土内的微生物活跃起来。

科学家尚未计算出最后的解冻深度,但推测已有将近一世纪没有见过这种数字。根据《科学》期刊2013年一项研究,只要气温比现今稍微高一点,永冻层就有可能大规模解冻,而高纬度地区的热浪目前越发频繁。

永冻层解冻会导致何种结果,主要看所含致病因子的活跃程度而定。许多微生物在极端寒冷的环境无法存活,但有些可以耐受很多年。法国地中海微生物研究所所长兼艾克斯–马赛大学教授克拉佛希(Jean-Michel Claverie)说:「炭疽杆菌很特别,因为可以形成孢子。孢子有极强耐受性,可以像种子一样存活超过一世纪。」

病毒也可以存活很长时间。克拉佛希与同事艾伯格尔(Chantal Abergel),连续于2014年和2015年发表他们的研究,从一块存在三万年的西伯利亚永冻层中,找到仍有致病力的西伯利亚阔口罐病毒(Pithovirus sibericum)和西伯利亚软病毒(Mollivirus sibericum),这两种病毒只感染变形虫。但这项发现是一种指标,显示能感染人类的病毒(例如天花和西班牙流感)也可能保存在永冻层内。

更久以前造成人类罹病的病毒也可能现身,例如聚居北极的早期人类,他们身上的微生物可能还冻结在永冻层里。克拉佛希说:「有迹象显示,尼安德塔人和丹尼索瓦人可能曾移居到西伯利亚北部,而且染上一些病毒性疾病,有些我们知道,例如天花,其他则可能已消失。想到可能有一种感染疾病从古代人族延续到现在,听来很吸引人,但也令人忧心。」

美国太平洋西北国家实验室的简森(Janet Jansson)则不担心古代病毒。她指出,过去几次想在尸体上找出这些致病因子的嘗试都落空了。不过她确实主张要进一步研究,鑑定出永冻层内的各种生物,有些可能对人类健康造成威胁。为达成这个目标,她与其他研究人员正使用现代分子技术,例如DNA定序与蛋白质分析,依各种未知微生物的性质进行分类,有时候它们被称为「微生物暗物质」。

未来类似西伯利亚爆发炭疽疫情的可能性与次数,主要视气候变迁的速率和发展轨迹而定。列维奇举例,如果再来一次热浪,可能让曾经感染炭疽的动物尸体暴露出来。他补充道:「从雅马尔半岛的情形来看,炭疽大规模传播的危机已经真的发生。」

深埋于永冻层的致病因子何时出现、凶勐程度如何,仍属未知且无法预测,因此研究人员说,提到传染病爆发与全球暖化时,正在解冻的永冻层并非是我们最大的隐忧。人类更立即且确切的威胁,其实是现代传染病以及病媒传播的地理範围逐渐扩展,例如蚊子。

美国密苏里大学兽医病理学系的麦基微生物病理学讲座教授史都华(George C. Stewart)说:「德州南部现在有登革热疫情,而随着气温攀升,海拔和纬度较高的地方也可见到疟疾的踪迹。当气温较高时,会引发霍乱的霍乱弧菌也更容易繁衍。」

比起那些还在永冻层里蠢蠢欲动的古老微生物,现代已知的传染性疾病种类更多,也已证实有许多方法可以控制它们:例如绘制疾病的分布趋势图、消灭蚊子繁殖处、喷洒杀虫剂。当然,大幅降低化石燃料排放量可以减缓气候变迁,同时也能阻止古代致命病原体卷土重来,以及传染病大规模扩散这两方面的威胁。

原创文章,作者:108黑科技,如若转载,请联系我们:thinkou@126.com 并注明出处:https://www.108hei.com/archives/2192

微信公众号