北極氣溫升高正在融化該地區的永久凍土層（地球下方的冰凍土壤層），並可能使休眠數万年的病毒復活。
雖然由遙遠過去的疾病引起的大流行似乎就像科幻電影的前提，但科學家警告說，這種風險雖然很小，但被低估了。 在解凍期間，冷戰時期的化學和放射性廢物可能會被釋放，從而可能危害物種並破壞生態系統。
美國宇航局噴氣推進實驗室的氣候科學家金伯利·邁納（Kimberley Miner）說：“永久凍土層發生了很多令人擔憂的事情，這確實表明了為什麼我們保持盡可能多的永久凍土層凍結是非常重要的。”加州理工學院位於加利福尼亞州帕薩迪納。
永久凍土覆蓋北半球的五分之一，長期以來一直支撐著北極苔原以及阿拉斯加、加拿大和俄羅斯的北方森林。 它就像一個時間膠囊，保存著科學家近年來發現和分析的幾種滅絕生物的木乃伊遺骸，其中包括兩隻穴獅幼崽和一頭披毛犀。
永久凍土是一種合適的存儲介質，不僅因為它很冷，而且因為它很冷。 這也是光無法穿透的無氧環境。 然而，目前北極氣溫的變暖速度比地球其他地區快四倍，破壞了該地區的永久凍土層。
法國馬賽艾克斯-馬賽大學醫學院醫學和基因組學名譽教授讓·米歇爾·克拉維里（Jean-Michel Claverie）測試了從西伯利亞永久凍土帶採集的地球樣本，看看其中包含的病毒顆粒是否仍然具有傳染性。 他正在尋找他所說的“殭屍病毒”，並且他已經找到了一些。
病毒獵人
Claverie 研究了他在2003 年首次發現的一種特殊類型的病毒。這種病毒被稱為巨型病毒，它們比典型病毒大得多，並且在普通光學顯微鏡下可見，而不是在更強大的電子顯微鏡下- 這使它們成為此方面的良好模型實驗室工作的類型。
他檢測永久凍土中冷凍病毒的努力部分受到俄羅斯科學家團隊的啟發，他們在 2012 年從松鼠洞穴中發現的 30,000 萬年前的種子組織中復活了一朵野花。 （此後，科學家們也成功讓古代微生物復活。）
2014年，他和他的團隊成功復活了一種從永久凍土中分離出來的病毒，通過將其插入培養細胞中，使其在30,000萬年來首次具有傳染性。 為了安全起見，他選擇研究一種只能針對單細胞阿米巴原蟲，而不是動物或人類的病毒。
他在 2015 年重複了這一壯舉，分離出了一種同樣針對阿米巴原蟲的不同類型的病毒。 在 18 月 XNUMX 日發表在《病毒》雜誌上的最新研究中，克拉弗里和他的團隊從西伯利亞七個不同地點採集的多個永久凍土樣本中分離出了幾種古代病毒株，並表明它們都可以感染培養的阿米巴細胞。
這些最新的毒株代表了五個新的病毒家族，除了他之前復活的兩個病毒家族。 根據土壤的放射性碳測年法，最古老的大約有 48,500 年曆史，來自從地表以下 16 米（52 英尺）的地下湖中採集的地球樣本。 在猛獁象遺骸的胃內容物和皮毛中發現的最年輕的樣本距今已有 27,000 年。
Claverie 說，感染變形蟲的病毒在經過這麼長時間後仍然具有傳染性，這表明可能存在更大的問題。 他擔心人們會將他的研究視為一種科學奇觀，而不會將古代病毒復活的前景視為嚴重的公共健康威脅。
“我們將這些感染變形蟲的病毒視為永久凍土中可能存在的所有其他可能病毒的替代品，”克拉維里告訴美國有線電視新聞網。
“我們看到了很多很多其他病毒的痕跡，”他補充道。 “所以我們知道他們在那裡。 我們不確定他們是否還活著。 但我們的理由是，如果變形蟲病毒還活著，其他病毒就沒有理由不活著，並且能夠感染它們自己的宿主。”
人類感染的先例
在永久凍土層中發現了可以感染人類的病毒和細菌的痕跡。
1997 年，從阿拉斯加蘇厄德半島一個村莊的永久凍土層中挖掘出的一名婦女屍體的肺部樣本中含有導致 1918 年流感大流行的流感病毒株的基因組物質。 2012年，科學家證實，埋藏在西伯利亞的一名擁有300年曆史的女性木乃伊遺骸中含有引起天花的病毒的基因特徵。
2,000 年 2016 月至 XNUMX 月期間，西伯利亞爆發炭疽病，影響了數十人和 XNUMX 多頭馴鹿，這也與異常炎熱的夏季永久凍土的深度融化有關，使得炭疽桿菌的舊孢子從舊墓地或舊墓地中重新出現。動物屍體。
瑞典於默奧大學臨床微生物學系名譽教授 Birgitta Evengård 表示，應該更好地監測永久凍土融化中潛在病原體帶來的風險，但警告不要危言聳聽。
“你必須記住，我們的免疫防禦是在與微生物環境密切接觸的情況下發展起來的，”Evengård 說，他是CLINF 北歐卓越中心的成員，該中心致力於研究氣候變化對人類和傳染病流行的影響。北方地區的動物。
她說：“如果永久凍土中隱藏著一種我們數千年來未曾接觸過的病毒，那可能是我們的免疫防禦不夠充分。” “尊重現狀、積極主動而不是被動反應是正確的。 對抗恐懼的方法就是擁有知識。”
當然，在現實世界中，科學家們並不知道這些病毒一旦暴露在當今條件下還能保持傳染性多久，也不知道病毒遇到合適宿主的可能性有多大。 並非所有病毒都是可引起疾病的病原體； 有些是良性的，甚至對宿主有益。 雖然擁有 3.6 萬人口，但北極仍然是一個人煙稀少的地方，這使得人類接觸古老病毒的風險非常低。
儘管如此，“在全球變暖的背景下，風險必然會增加，”克拉維里說，“在這種情況下，永久凍土層的融化將繼續加速，隨著工業投資的興起，更多的人將居住在北極。”
克拉維里並不是唯一一個警告該地區可能成為溢出事件的沃土的人——當病毒跳入新宿主並開始傳播時。
去年，一組科學家發表了對取自哈森湖（位於北極圈內的加拿大淡水湖）的土壤和湖泊沉積物樣本的研究。 他們對沉積物中的遺傳物質進行了測序，以識別該地區潛在宿主（植物和動物）的病毒特徵和基因組。
他們利用計算機模型分析表明，在靠近大量冰川融水流入湖泊的地方，病毒傳播給新宿主的風險更高——隨著氣候變暖，這種情況變得更有可能發生。
未知的後果
美國宇航局噴氣推進實驗室的邁納說，識別變暖的永久凍土中包含的病毒和其他危害是了解它們對北極構成風險的第一步。 其他挑戰包括量化永久凍土融化的地點、時間、速度和深度。
融化可能是一個漸進的過程，每十年只有幾厘米，但也可能發生得更快，例如在大規模土地塌陷的情況下，可能會突然暴露出深層和古老的永久凍土層。 該過程還將甲烷和二氧化碳釋放到大氣中——這是氣候變化的一個被忽視和低估的驅動因素。
邁納在 2021 年發表在科學雜誌《自然氣候變化》上的一篇論文中，列出了目前北極永久凍土中凍結的一系列潛在危險。
這些可能的危險包括重金屬開採過程中埋藏的廢物以及殺蟲劑滴滴涕（DDT）等化學物質，這種物質在 2000 年代初期就被禁止了。 自 1950 世紀 XNUMX 年代核試驗出現以來，俄羅斯和美國也向北極傾倒了放射性物質。
邁納和其他研究人員在 2021 年的論文中指出：“突然解凍會迅速暴露出舊的永久凍土層，釋放出埋藏在更深層中的化合物和微生物。”
在研究論文中，邁納將永久凍土釋放的遠古病原體直接感染人類稱為“目前不太可能”。
然而，邁納說她擔心她所謂的“瑪士撒拉微生物”（以聖經中最長壽的人物命名）。 這些生物可以將古老和已滅絕的生態系統的動態帶入當今的北極，帶來未知的後果。
Miner 說，古代微生物的重新出現有可能改變土壤成分和植物生長，可能進一步加速氣候變化的影響。
“我們真的不清楚這些微生物將如何與現代環境相互作用，”她說。 “我認為我們中的任何一個人都不想進行這樣的實驗。”
邁納說，最好的行動方案是試圖阻止解凍和更廣泛的氣候危機，並將這些危害永遠埋藏在永久凍土中。
