氣候變暖真正的威脅，藏在永久凍土裡的病毒病菌們正在復甦……

來自專欄 Dizzy In Science

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有些恐怖病毒，我們以為已經將它徹底消滅了，但它卻還存在於世等待蘇醒。

天花是人類歷史上一種釀造了無數悲劇的惡性傳染病，它被稱為「人類史上最大的種族屠殺」。

從1967年開始全球進行最後一次採用牛痘疫苗大規模消滅天花的活動，活動以1977年非洲索馬利亞最後一位患者的痊癒結束。

1979年10月26日聯合國世界衛生組織宣布全世界已經消滅了天花病毒。

現存的最後天花病毒樣本只分別保留在美國和俄羅斯的兩個研究中心中做研究使用。

而在19世紀90年代西伯利亞爆發了一次規模較大的天花疫情，當時人們把患病死者的屍體草草掩埋在河邊。

西伯利亞凍原上的永久凍土就像大學實驗室里的冷庫一樣保存著這些天花病毒，現如今，變暖的氣候已經開始使凍土逐漸融化。

人類擅長與一切威脅其生存的生物抗戰。

遠古時期發明尖矛利盾抵抗兇猛野獸，所向披靡。

一個世紀前以青黴素的發明為開端，拉開了人類與病菌激戰的序幕。

隨後病菌不斷進化，人類研發的抗生素也隨之更新換代。

本以為這是一場更新競速比賽，但這時候猛然一回頭，發現數千年前的致病病菌和病毒正以更兇猛之勢捲土重來。

已經有一些可怕的病菌開始悄無聲息地重新蘇醒，威脅人類。

2016年8月一種古老病菌就在廣袤壯闊的西伯利亞凍原上就顯露了它的蛛絲馬跡。

一位居住在凍原北極圈內亞馬爾半島的12歲男孩因感染炭疽而死亡，同時至少有20位當地人也因此住院治療。

純凈的北極怎麼會突然出現易被食草獸感染的炭疽桿菌呢？而且這種病菌與現代炭疽桿菌在形貌上有著不小的差異。

這起事件得到當時科學家們的重點研究，經過排查疫情探明真相，原因令人十分驚訝。

一頭因感染炭疽死於1941年的馴鹿屍體本來深埋在永久凍土層之下，所有人都認為屍體會被永久冰封。

但隨著全球變暖氣候下夏日熱浪的出現，永久凍土原來並不像字面意思所說的「持續永久」，它開始融化。

這就使得馴鹿屍體暴露，炭疽桿菌重見天日，並復活釋放到附近的水和土壤中。

病菌傳染式地侵入附近放牧馴鹿，造成2000多隻馴鹿死亡。

疫情爆發的亞馬爾半島大概擁有30萬隻馴鹿，當時的俄羅斯政府甚至準備捕殺半島上六分之五的馴鹿以確保疫情控制。

隨著食物鏈的流向，位於食物鏈頂端的人也難以倖免，近百人因此就醫治療。

永久凍土又稱永凍層，它具有迷惑性的名字，其實指的是持續多年凍結的土石層，並不是永遠凍結不會融化的冰層。

北極地區的凍土層分為兩層，約50厘米的上層凍融土每年夏季融化、冬季凍結，再往下的永凍層則常年處於凍結狀態，100米以內的部分年平均低溫達到-5至-3℃。

大多數情況下永凍層中的水分子含量會超過地表物料的潛在水飽和量，因此通常是冰與土的凍融形態。

但隨著氣溫回暖或者受到強壓，凍土內的冰會融化成水而改變其固體的狀態，並且更深的永久凍土正逐漸顯露出來。

土葬是古代處理屍體最方便和常用的方式了。

人死後可能還會將遺體運送回老家選一處風水寶地風光大葬。

而動物的待遇就沒那麼好了，它們死後的屍體要麼是遺棄荒野，要麼是有人經過動了惻隱之心而把它就地掘土埋葬。

一般來說動物體內的病毒細菌會隨著它們寄主的身體死亡而凋亡，但凍土這種條件可謂是某些病菌的「保鮮庫」。

炭疽桿菌等一類病菌在生長發育後期會形成芽孢，其表面具有一層異常堅硬孢子。

在這層孢子的保護下病菌就可以在低溫、無氧、黑暗、沒有水分的永久凍土中安心冬眠長達幾個世紀了。

早就有研究指出，在淺層永凍層中的炭疽芽孢活性可以保持105年，而隨著埋藏深度的增加細菌還能休眠更長的時間。

在20世紀初期，全世界有一百多萬隻馴鹿死於炭疽病。

當時它們的屍體大部分就被埋葬在地表，主要分散在俄羅斯北部的區域。

近年來受全球變暖影響最大的北極圈氣溫急速上升，其上升速度要比全球其他地區快三倍。

冬眠狀態中的病菌在溫暖的「呼喚」中覺醒，再依據其傳染特徵很快找到新的寄主，實現「復活」。

然而，這並不是古老病菌首次復活的孤例。

在20世紀90年代，俄羅斯新西伯利亞病毒學和生物技術的科學家意外在幾具石器時代的人類遺體中，檢查出了他們曾感染的天花和黑死病病毒的DNA片段。

雖然沒有發現病毒本身，但病原體有可能在環境適宜生存的條件下通過感染性媒介傳播。

早在2005年美國宇航局（NASA）的科學家就實現讓凍存3.2萬年的肉芽孢桿菌復活。

那還是猛獁象在地球上生存的時代，而猛獁象就沒有那麼幸運能夠復活了。

它們復活的原理和炭疽桿菌類似，也是產生了堅硬的孢子才得以存活。

而一旦復活，它們也具有了可怕的傳染性。

北極的永久凍土中蘊藏著豐富的天然氣、貴重金屬、石油等珍貴資源，近年來許多國家紛紛打起了這塊區域的主意。

要挖礦或開採石油都需要大量地移動永久凍土，而且移動的量至少以百萬噸級來計算。

因此除了溫度升高引起凍土融化導致的病菌復活外，在北極地區進行的採礦等商業行為也會嚴重破壞凍土結構，從而使深藏其中的遠古病毒再次復甦。

這一舉措要是真的落實，其破壞力將遠遠大於全球升溫的影響。

我國青藏高原地區也蘊含豐富的永久凍土資源。

但隨著近50年來人為開發利用等人類活動的干擾，青藏高原的凍土環境也受到不小的影響。

開挖地表、任意取土樣品等工程活動擾亂了原有凍土的水-熱-冰的動態平衡機制，加快了土壤溫度的變化。

據統計，在1980-1995年間永久凍土小於20米深的淺層地溫普遍升高，十幾米厚的凍土減薄或者消失了。

人類微生物防治技術發展其實已經比較先進和完善，但遠古世紀的病毒和細菌依然能夠震懾我們。

這是因為現如今研發的防治技術主要針對新型的致病病菌，與它們的祖先相比已然改頭換面。

因此在古老病菌面前，即使人類重甲加身、武器精銳也沒有用武之地，不及時針對其研發對抗的話就只能繳械投降了。

疫苗是人類歷史上對抗病菌的一項里程碑式的偉大發明。

威脅人類數百年之久的天花病毒就是在牛痘疫苗的接種下得到完全防治。

在兩百多年的疫苗發展中不斷更新與完善其防禦效力，但由於早年醫學條件較差，多種疫苗只被用於當時特定疾病的控制和預防，並沒有很好的保存下來。

而隨著古老病菌的復活，可見維持疫苗庫存的重要性和緊迫性。

同時對永久凍土中DNA含量的檢測和監控也是預防病菌復甦的一項重要舉措。

定向地發現罪惡的苗頭才能更有效地進行後續防治與保護。

雖然永久凍土中病毒庫的存在和遠古病菌的復甦將會嚴重威脅人類的生存，但從另一個角度看，地球微生物強大的存活能力和休眠能力也確實使人驚嘆。

美國佛羅里達大學微生物學與細胞學學院的研究人員從俄羅斯西伯利亞一處12~20米深的凍土中提取到了一種肉食桿菌屬細菌和其他細菌。

科學家們把細菌放在常溫條件下培養，隨後用它們測試了火星環境培養，如缺氧、極度低溫低壓條件。

實驗發現，30天的培養後10000個細菌樣品中有6個能在這種極端環境中存活，而存活下來的無一例外都是肉食桿菌屬細菌。

這一發現對火星上生命探究的進度有邁進了重要的一步。

外星研究固然重要，但當務之急是防範好埋藏在永久凍土之下的巨量細菌與病毒。

否則還沒等到登上移民火星的諾亞方舟，人類已經在地球上岌岌可危了。

*參考資料

吳元明, 劉建玲. 炭疽桿菌致病因子的研究進展[J]. 醫學爭鳴, 2002(b12):40-42.

賈斯明, 福克斯-斯凱利, 蔡立英. 潛伏於凍土中的遠古病菌復甦[J]. 世界科學, 2017(7).

王一博, 王根緒, 常娟. 人類活動對青藏高原凍土環境的影響[J]. 冰川凍土, 2004, 26(5):523-527.