
由于溫室效應導致全球氣候變暖,原本覆蓋在北極的厚厚的冰層正以驚人的速度融化,21 世紀或將成為北極地區11.5 萬年以來最溫暖的世紀。北極氣溫上升正產生蝴蝶效應,使引發病毒和流行病傳播的一些因素被激活。
最新研究表明,由于氣候變化導致北極海冰融化速度加快,致命的海豹瘟熱病毒(PDV)對海豹、海獺和海獅產生了近乎毀滅性的打擊。研究人員通過衛星遙感數據發現,海豹瘟熱病毒的傳染和暴發高峰與北極海冰的減少相吻合。
數據顯示,在2004 年和2009 年,病毒感染的概率是其他年份的9.2 倍,這與當年海冰的消融有關。海冰消融導致極地動物尋找新的棲息地,這些動物的遷移及與其他物種的接觸,可能會引入和傳播新的傳染病。研究人員表示,隨著北極海冰的持續消融,病毒跨越北太平洋和北大西洋傳播可能會越來越普遍。
1999 年,美國科學家在格陵蘭島2000 米的地下冰芯樣品中檢測到了“番茄花葉病毒”的影子,這種病毒很穩定,它們的基因組在冰層里埋藏了14 萬年還能被檢測到。這也是目前發現的最為古老的病毒基因組痕跡。
2014 年3 月,科學家在俄羅斯的西伯利亞凍土層中發現了迄今世界上最大的巨型病毒,長達1.5微米,其生存的年代正是史前人類尼安德特人滅絕之時的3 萬多年前,科學家將其命名為“西伯利亞闊口罐病毒”。
2016 年夏天,西伯利亞亞馬爾半島上的一群馴鹿和游牧民患上一種神秘的疾病。實際上,這種神秘疾病上一次出現在該地區還是1941 年。當時一個小男孩和一群馴鹿死亡后被確診罹患炭疽熱。病源是一具解凍的馴鹿尸體,而這頭馴鹿死于多年前的炭疽熱疫情。因此,科學家認為,是氣候變暖促使永凍土層解凍,以致在此地區消失了75 年的炭疽桿菌又卷土重來。
國際學術期刊《自然通訊》近日發表的一項研究顯示,加拿大北極地區的冰川正在以前所未有的速度消融,深藏地下4 萬年的景觀逐漸暴露出來,同時古老的植被和古細菌也得以重見天日。
一些古老細菌和病毒正在實驗室里復活。例如在美國國家航空航天局(NASA)2005年進行的一項研究中,科學家成功地將被封存在阿拉斯加州一個冰凍池塘中長達3.2 萬年的細菌復活,這是一種被稱為肉芽孢桿菌的微生物。兩年后,科學家又成功復活了800 萬年前的細菌,這些細菌在南極一處冰川的冰層中休眠。在同一研究中,從10 萬年前的冰層中采集到的細菌也被復活。
2004 年,一支由法國和俄羅斯科學家組成的考古隊在西伯利亞東北部的永久凍土中發掘出幾具死于300 多年前的冰凍“木乃伊”。解剖結果表明,死者肺部有出血痕跡,這種癥狀過去常在天花患者身上出現。于是,研究人員對其進行了深入研究,測出這些“木乃伊”確實攜帶著天花病毒的基因片段。
科學家還從阿拉斯加永久凍土中找到了一具1918 年流感受害者的遺體,并通過現代測序技術從遺體的樣本中獲得了那株流感病毒的全部基因組序列。此外,天花和黑死病的病原體也可能在西伯利亞的永久凍土中埋藏著,隨著永久凍土融化,這些18、19 世紀致命的病菌有可能卷土重來,尤其是埋葬了傳染病受害者的墓地附近,病菌最容易死灰復燃。
很顯然,永久凍土是病毒天然的保存箱。然而,科學家表示,盡管如此,也不用對冰封的古老病毒太過擔心,因為目前已發現的古老病毒大多數并不會感染人類。
例如,“番茄花葉病毒”的寄主范圍很廣,能傳染36 科200 多種植物,但不會對人類造成威脅;“西伯利亞闊口罐病毒”雖是一種全新的病毒,具有復制及感染力,會在宿主細胞質中完成自我復制,但并不像其他病毒那樣能“接管”細胞核,對人和其他哺乳動物無害。
至于那些被冰凍的、攜帶傳染性病毒的尸體,是否會在重見天日后為禍人間?也許答案是否定的。2005 年,科學家從阿拉斯加和挪威長期冰凍的墳墓中挖掘出流感死難者的尸體,分離出病毒中的遺傳物質,并成功對該病毒的整個基因組進行了排序。結果發現,所有病毒片段都損壞嚴重,無法再感染其他宿主。到目前為止,還沒有確鑿證據表明北極冰凍的病原體對人類構成重大威脅。
雖然在合適的條件下,一些人類病原體確實能在被長期冷凍后復活。但這通常是在穩定的、被嚴密監控的實驗室環境中完成的。另外,被困在永久凍層中的尸體,可能會經歷濕度和溫度的劇烈波動,就像它們周圍的環境一樣。隨著時間的推移,解凍和凍結的循環會殺死細菌,分解病毒。因此,病原體基因信息的存在,并不意味著它仍然可以感染人類。
盡管科學家的研究表明,迄今所發現的病毒類型和復活的微生物大多數不會威脅人類安全,但是,類似炭疽這樣對人體直接有害的病毒難道不會再出現嗎?
中美科學家在青藏高原發現了32 種史前病毒,并從中辨識出4 組已知病毒的DNA,但令人驚訝的是,另外28 組病毒DNA 是從沒見過的,沒有已知病毒樣本與之匹配,況且這些發現還只是冰山一角。
一個不爭的事實是,隨著地球永凍土的融化,一些古老的病毒可能會從凍土中復活,造成遠古病毒的大回歸,甚至有些病毒會為了生存而進化出“超級病毒”。到那時,它們對人類會構成何種威脅,難以預測。
控制氣候變化和進一步升溫,切實保護好北極冰凍層是至關重要的。將病毒永久封存在冰層里,是人類的最大期許,而實現這一點需要人們做出極大的努力,特別是改變生產方式和人類行為,減少化石燃料的開采和使用,降低碳、甲烷等溫室氣體的排放。
不過,面對挑戰,人類并非束手無策。早在1992 年國際社會就達成了《聯合國氣候變化框架公約》,凸顯國際社會聯手控制碳排放的決心和努力。
在此問題上,中國應對氣候變化與向綠色低碳轉型互為促進。中國是氣候變化領域堅定的參與者和推動者,特別是在控制單位GDP 碳排放強度、溫室氣體達峰等方面。歷時13 年,中國國家能源局在2020 年4 月10 日發布《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》。
應對氣候變化領域專家、國家能源咨詢委員會委員李俊峰認為,中國是能源生產和消費大國,征求意見稿明確了能源發展要跟上清潔化、低碳化、數字化的時代潮流,尤其強調的低碳化,正是應對氣候變化的要求。
正如長期從事北極永凍層病毒研究的科學家所言,北極的命運并非已成定局,國際社會所采取的行動將對那里到底會釋放多少碳、永凍土會融化多少等產生重大影響。我們需要盡可能多地保護和凍結永凍土。
(摘自《環球》2020 年第17 期,本刊有刪節,魏克圖)