北極永久凍土并不“永久” 遠古病毒或威脅人類

埃克斯馬賽大學(xué)的兩位微生物學(xué)教授Jean-Michel Claverie和Chantal Abergel都在從事病毒生命前沿學(xué)科的研究，他們恰好也是夫妻。自2000年以來，他們已經(jīng)成為世界上最著名的兩個微生物獵人。 2002年，他們在馬賽實驗室研究軍團菌時，發(fā)現(xiàn)了有史以來最大的病毒：病毒粒子（Mimivirus），這種巨大的病毒甚至可以在顯微鏡下觀察到。

迄今為止，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了另外四種更奇特的病毒，要比2000年以前任何已知的病毒大幾倍。他們的實驗室培養(yǎng)皿中里散布著一系列特殊病毒：在澳大利亞的一個淺湖中發(fā)現(xiàn)了一種巨型病毒，另一種則是在智利海岸的海水中發(fā)現(xiàn)的。第三種是在一名女性的隱形眼鏡中發(fā)現(xiàn)的。

慶幸的是，所有這些巨型病毒的感染目標(biāo)是變形蟲而非人類。因此它們不會對我們造成傳染性的風(fēng)險。但他們是奇怪的物質(zhì)，可以與細菌相媲美，可以在顯微鏡下看到。它們的耐受性非常之高，其中一些巨型病毒產(chǎn)生的蛋白質(zhì)甚至要高于變形蟲。

當(dāng)Claverie和Abergel開始在永久凍土層中開始探索時，他們并沒有想到會有巨型病毒。 2013年，Claverie讀到這樣一則消息。一個俄羅斯探險隊在永久凍土層中發(fā)現(xiàn)了一顆種子，其埋在約125英尺深的地表下存在了幾千年。然而，就是這樣一顆種子開出了嬌嫩的白色花朵。

Claverie聯(lián)系了消息中的俄羅斯探險隊，解釋了他在微生物方面所從事的工作，并要求對方提供一些永久凍土進行測試。研究小組同意了，他們?yōu)镃laverie和Abergel郵寄了土壤樣本，其中也包括種子所處的凍土層。二人把土壤樣品放在高分辨率的顯微鏡下，在室溫下引入變形蟲作為誘餌，靜靜等待。

然后，當(dāng)他們觀察時，在顯微鏡的取景器下發(fā)現(xiàn)了一種病毒：Pithovirus sibericum，一種大型的卵狀病毒，在凍土層中已經(jīng)存活了3萬年。這也是有史以來發(fā)現(xiàn)的最大病毒體。

Claverie說：“這是一種完全不同于我們已經(jīng)知道的病毒類型。事實證明，我們所獲得的病毒極其異常，非?；ㄉ凇?rdquo;

Claverie和Abergel發(fā)現(xiàn)的病毒并不會對人類構(gòu)成威脅。但是一些會感染人體的病毒也會在凍土消融的過程中存活下來。去年夏天，西伯利亞爆發(fā)炭疽病，造成數(shù)十人被感染，一名兒童因此喪失。疾病的傳染媒介被認(rèn)為是在1941年死去的馴鹿尸體被解凍并腐爛。

加拿大科學(xué)家小組最近在新墨西哥州的一個山洞里發(fā)現(xiàn)了一種名為類芽孢桿菌Paenibacillus的細菌，其已經(jīng)與世隔絕了四百多萬年。盡管其對人類無害，但這種古細菌對大多數(shù)臨床抗生素都有抵抗力，包括現(xiàn)存的很多最新和最具侵略性的抗生素。這一發(fā)現(xiàn)表明，細菌可以在最嚴(yán)酷的環(huán)境中生存下來。

研究人員正在繼續(xù)測試病原體的極限。據(jù)報道，20世紀(jì)80年代，蘇聯(lián)的一個微生物實驗室從凍土復(fù)原了細菌，但是相關(guān)研究并沒有引起學(xué)術(shù)界的注意。Claverie今年前往西伯利亞，進一步深入研究當(dāng)?shù)氐耐寥?，證實病毒可以在一百萬年后解凍出來。

“我們正試圖到更深的凍土層中采樣，證實病毒能夠在數(shù)百萬年后存活下來，當(dāng)然要證實的是變形蟲病毒。我們不會去嘗試復(fù)活可能會對人類造成感染的病毒，我們沒有那么瘋狂。”

但Claverie已經(jīng)開始擔(dān)心氣候變化以及人類活動將會導(dǎo)致永久凍土層的解凍速度加快。

以格陵蘭島為例。目前，這個島是丹麥的領(lǐng)土，其海外的殖民地。但目前格陵蘭正慢慢脫離歐洲， 2009年，除防務(wù)和外交政策外，格陵蘭當(dāng)?shù)卣庸芰说湹乃姓毮?。目前丹麥仍然每年向格陵蘭提供一筆相當(dāng)于其當(dāng)?shù)卣A(yù)算三分之二的贈款，但獨立可能意味著放棄這筆贈款。為了彌補預(yù)算虧空，格陵蘭已經(jīng)計劃在全國開設(shè)六個新礦山。格陵蘭地區(qū)蘊藏著豐富的礦產(chǎn) - 南部島嶼擁有地球上最大的未開發(fā)的稀土元素儲量，但是北極的危險海域和極端溫度導(dǎo)致它們從未被開采過?？梢赃@么說，氣候變化會解決這兩個問題。

在今年一月份發(fā)表在《歐洲內(nèi)科雜志》上的一篇論文中，Claverie擔(dān)心北冰洋的開放，特別是西伯利亞和俄羅斯北極周邊商業(yè)交通業(yè)務(wù)的拓展會造成致病后果。

“我們知道，俄羅斯也人知道，那里有很多資源。非常貴重的金屬，稀土，汽油，天然氣和黃金，“他告訴我。而格陵蘭并非置身事外。

他說，在整個北極地區(qū)開采礦產(chǎn)和石油礦藏，將需要開挖大量的永久凍土，總量可能達到數(shù)百萬噸。他說：“你所開挖的1600萬噸永久凍土，在一百萬年內(nèi)沒有被打擾過。”

他想象著堆積在采礦小屋旁邊高聳的永久凍土堆，陽光，空氣和夏季的雨水向土壤敞開了懷抱。他說：“如果土壤里有對人類或人類祖先有傳染性的微生物，我們就會得到它們。”

如果其中一種傳染病在格陵蘭島肆虐，那么Luit Penninga將成為首批應(yīng)對者之一。他是格陵蘭伊盧利薩特醫(yī)院的首席外科醫(yī)生。其辦公室俯瞰整個迪斯科灣，這是一片灰色的海，在北極圈以北200英里，整個海洋充斥著天藍色的冰山和駝背鯨偶爾出現(xiàn)的尾巴。

他的整個工作歷程都貫穿著北極藥物和醫(yī)療條件的稀缺。在我遇到Penninga的前一天晚上，他登上一架紅色的直升機，穿過海灣去幫助一，名懷孕的婦女。她住在1200人的Uummannaq村，那里沒有專職醫(yī)生。他幫助她登上直升機，在飛機上照顧她，直至直升機降落在伊盧利薩特醫(yī)院（Ilulissat Hospital）。第二天早上他請我去參觀醫(yī)院。當(dāng)我遇到他時，他顯得冷靜而彬彬有禮。

格陵蘭的醫(yī)療保健是社會化的，所有的醫(yī)院都歸國有，所有的醫(yī)療保健和處方藥都是免費的，而這個龐大的國家則被海洋分裂成各個地區(qū)。由于Penninga在伊盧利薩特（Ilulissat）負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療保健，他的管轄范圍從伊盧利薩特（Ilulissat）到全國第三大城市卡納阿克（Qaanaaq）。該地區(qū)共有常住人口17000人，大部分都分散在各個小村莊，只能坐船或直升機前往。

Penninga有時需要在伊盧利薩特和卡納阿克之間飛行三小時，飛行距離超過700英里（約合1173公里）。單趟成本超過1400美元。從卡納阿克還要再乘坐長達一小時的直升機才能抵達一些偏遠村莊，那里的人們像歷代祖先一樣以捕獵海豹和海象為生。這些運輸成本加起來非常驚人：每年格陵蘭州國家衛(wèi)生預(yù)算的百分之十到百分之十五都花在運輸成本上。

Penninga需要為當(dāng)?shù)鼐用裨\治雪地摩托車和狗拉雪橇事故，還有闌尾炎和衣原體肺炎。許多最嚴(yán)重的疾病都是細菌性的：格陵蘭特有的耳朵感染特別具有侵略性，可能導(dǎo)致兒童耳膜穿孔，導(dǎo)致聽力長期受損。格陵蘭還存在敗血癥，醫(yī)生在這里工作了幾年后對此非常敬畏。他說：“有些人的病程很短，很快就發(fā)展成敗血癥死去。

當(dāng)我談到凍土層中的僵尸病原體時，他笑了起來，點了點頭，“他們說，是的，”他告訴我。 Penninga對此有足夠多的問題。

潛伏在凍土層中的一些微生物可能是我們所熟知的，也許是人類已經(jīng)知道并確認(rèn)已經(jīng)擊敗的對手。例如，世界衛(wèi)生組織宣稱天花已經(jīng)被消滅，除了美國和俄羅斯實驗室中存放的病毒之外天花病毒已經(jīng)絕跡，但是Claverie警告說它很可能在冰原上幸免于難。

更令人擔(dān)憂的是我們所不認(rèn)識的微生物。 “沒有人真正理解為什么尼安德特人會滅絕，”Claverie說。有時候，他談到這些可能的凍土病害時會住口，他會說，他們可能威脅到了人類祖先或人類的近親。然后，他會改變時態(tài)，強調(diào)這些病毒也可以再次這樣做。

我離開格陵蘭島兩個星期后，距離Penninga辦公室不遠處的凍土荒原上發(fā)生了火災(zāi)。世界各地媒體都爭相報道：發(fā)生在冰原上的野火。政府試圖弄清楚如何防止當(dāng)?shù)鼐用袷艿絺?，但問題本事并沒有任何進展。最后，下雨了。

這些突發(fā)事件，改變了我們對“既有知識”的理解，也是氣候變化最令人不安的因素之一。未來一個世紀(jì)的緊急情況是以火災(zāi)，洪水還是災(zāi)難性瘟疫的形式出現(xiàn)，我們不得而知。它們可能會變得越來越極端，越來越不熟悉，即使在最安靜的地方也會不斷出現(xiàn)新的威脅。