冰雪下的潘多拉魔盒

晨風(fēng)

自從英國醫(yī)生弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素以來，抗生素誕生已經(jīng)超過一個(gè)世紀(jì)了。作為對(duì)抗手段，病菌逐漸進(jìn)化出了耐藥性。這場(chǎng)戰(zhàn)斗沒有終點(diǎn)：由于我們與這些病菌共同相處了這么長的時(shí)間，兩者幾乎已經(jīng)難以分開了，這是某種意義上的天然困境。

但是，請(qǐng)想象一下，如果我們突然被暴露在某種數(shù)千年來我們從未遭遇過的致命細(xì)菌或病毒面前，將會(huì)發(fā)生什么？

冰雪下的“潘多拉魔盒”

這樣一個(gè)假設(shè)情況或許很快就將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)了。

2016年8月，在俄羅斯位于北極圈內(nèi)亞馬爾半島上的荒涼一隅，一個(gè)當(dāng)?shù)氐?2歲男孩由于感染炭疽而死，在其周圍還有大約20名居民也受到了嚴(yán)重感染而不得不住院治療。

研究人員推斷，在大約75年前，當(dāng)?shù)卦?jīng)有馴鹿因?yàn)楦腥玖颂烤叶?，死后它的尸體就被冷凍在了當(dāng)?shù)睾涞膬鐾翆又?。這種情況一直持續(xù)，直到2016年夏季的一場(chǎng)罕見熱浪襲擊了這里，終于導(dǎo)致這里的永凍土層開始消融。

這樣的結(jié)果是馴鹿的尸體逐漸暴露出來，并向周圍的土壤和水體中釋放出致病的炭疽病菌并最終進(jìn)入食物鏈。其后果是附近超過2000頭馴鹿感染炭疽病，隨后便引發(fā)了人類的感染?，F(xiàn)在科學(xué)家們非常擔(dān)心的是，這樣的情況以后或許會(huì)越來越常見。

隨著地球變暖，將有更多的凍土層消融。在正常情況下，表層深度在50厘米以內(nèi)的凍土層是每年都會(huì)融化的。但現(xiàn)在全球變暖正在讓更深處的凍土消融。

永凍土層是病菌能夠在漫長時(shí)期內(nèi)保持存活的理想環(huán)境條件，有的甚至能夠挨過數(shù)百萬年時(shí)間。這就意味著永凍土的消融有可能相當(dāng)于打開了一個(gè)潘多拉魔盒，后果難以預(yù)料。

法國艾克斯一馬賽大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家讓0米歇爾·克萊瓦里表示：“永凍土是細(xì)菌和病毒的理想保存環(huán)境，因?yàn)槟抢餃囟群艿?，沒有氧氣，也幾乎沒有陽光。”他說：“能夠感染人類或動(dòng)物的致病病毒或許就被封凍在那里，其中甚至有可能隱藏著曾經(jīng)引發(fā)全球性感染的惡性病菌。”

僅僅在20世紀(jì)早期，就有超過100萬頭馴鹿被確認(rèn)死于炭疽熱。由于在凍土地區(qū)挖掘深坑比較困難，因此大部分這些尸體都是掩埋在比較淺表層的地方，在整個(gè)俄羅斯北極地區(qū)零星分布著超過7000處這樣的掩埋地點(diǎn)。

瘟疫病菌卷土重來？

但更加令人擔(dān)憂的還并非這些尸體，而是在永凍土下方還有可能隱藏著什么。

數(shù)百年來，不斷有人類和動(dòng)物的遺體被埋葬在這一地區(qū)，因此完全有可能未來會(huì)有其他致病菌被釋放出來。比如說，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在阿拉斯加的凍土內(nèi)挖掘出的尸體中還能分離出完好無損的、曾經(jīng)橫掃歐洲的1918年西班牙流感病毒。而當(dāng)年死于天花和黑死病的尸體同樣就掩埋在西伯利亞。

2011年的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們寫道：“作為永凍土層消融的后果之一，我們?cè)?8世紀(jì)和19世紀(jì)曾經(jīng)經(jīng)歷過的那些噩夢(mèng)般的疾病將有可能會(huì)卷土重來，尤其是在那些曾經(jīng)大量掩埋了當(dāng)年那些死者的墓地附近地區(qū)?！?/p>

有一點(diǎn)是毫無疑問的，這并非首次有冰封之下的細(xì)菌和病毒重見天日的案例。

在2005年的一項(xiàng)研究中，美國宇航局的科學(xué)家們成功地從一個(gè)阿拉斯加州境內(nèi)的冰湖內(nèi)提取到已經(jīng)在冰雪之中被封存了超過32000年的古老細(xì)菌。這種微生物名為“肉芽孢桿菌”，這些細(xì)菌從更新世以來便一直被冰封在冰雪之中，當(dāng)時(shí)的地球表面還有猛犸象在到處游蕩。而一旦冰雪融化，這些細(xì)菌便再一次被釋放出來，活躍如初，冰凍歷史似乎對(duì)其毫無影響。

兩年之后，科學(xué)家們又成功地復(fù)蘇了一類已經(jīng)在冰雪之中被封存了超過800萬年的細(xì)菌，地點(diǎn)是在南極洲的一個(gè)山谷里。在同一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們還在南極提取到在冰雪中休眠超過10萬年的細(xì)菌菌株。

巨型病毒的威脅

然而，并非所有微生物都有這樣的能力，能夠在被封存于永凍土層如此長久的時(shí)間之后還能滿血復(fù)活。炭疽桿菌之所以能夠忍受這樣的長期冰封狀態(tài)是因?yàn)槠淠軌蜃優(yōu)殒咦訝顟B(tài)，這種狀態(tài)下的病菌極其頑強(qiáng)，能夠忍受超過一個(gè)世紀(jì)的冰凍狀態(tài)。

其他還有很多種細(xì)菌也同樣能夠形成孢子，從而耐受長期的極端環(huán)境，比如破傷風(fēng)梭菌和肉毒桿菌，后者是肉毒桿菌中毒的元兇。這是一種罕見的疾病，能夠?qū)е掳c瘓，有時(shí)甚至是致命的。有一些種類的真菌同樣也可以忍受長時(shí)間的冰凍環(huán)境，病毒也是一樣。

在2014年的一項(xiàng)研究中，一個(gè)由克萊瓦里博士領(lǐng)銜的研究組從西伯利亞的永凍土層中成功提取到已經(jīng)被冰封超過3萬年的兩種病毒。這兩種病毒分別名為“Pithovirus sibericum”和“Mollivirus sibericum”。這兩類病毒均為“巨型病毒”，這是因?yàn)樗鼈兣c一般意義上的病毒很不一樣，它們的體型相當(dāng)龐大，甚至使用一般的顯微鏡就能夠看到。它們是在西伯利亞的苔原帶河岸邊地下大約100英尺（約合30.48米）被發(fā)現(xiàn)的。

在被從永凍土中發(fā)掘出來之后，這種病毒迅速恢復(fù)了傳染性。但幸運(yùn)的是，這種病毒只能感染單細(xì)胞的阿米巴蟲。但研究人員們警告稱，其他種類的能夠感染人體的病毒完全有可能有類似的能力，能夠在冰雪消融之后迅速恢復(fù)對(duì)人體的感染能力。

更有甚者，由于北冰洋海冰大量融化，工業(yè)活動(dòng)便開始逐漸向這一地區(qū)擴(kuò)張——金礦和其他礦產(chǎn)的開采行為與日俱增，將來，隨著未來鉆探和采礦行動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，這里的深層永凍土也將暴露。如果這些土層中存在休眠的病毒或細(xì)菌，那么它們將有機(jī)會(huì)蘇醒并擴(kuò)散開來。

天然抗藥性

在2017年2月，美國宇航局的科學(xué)家們宣布他們?cè)谝粋€(gè)墨西哥境內(nèi)的礦井中發(fā)現(xiàn)了年齡已經(jīng)5萬～10萬年的古老微生物。

這種細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)的地方被稱為“奈卡水晶洞”，這是墨西哥北部的一處礦洞的一部分。這個(gè)水晶洞里有大量巨大的石膏晶體，這些晶體是在長達(dá)數(shù)十萬年的時(shí)間里逐漸生長形成的。

而美國宇航局的科學(xué)家們所發(fā)現(xiàn)的那些細(xì)菌正是被困在了這些晶體內(nèi)部微小的液泡里無法脫身，而盡管已經(jīng)被困數(shù)萬年之久，但一旦被取出之后，這些細(xì)菌便幾乎立即恢復(fù)了活力，開始生長繁殖了。從遺傳信息來看這種細(xì)菌是非常特殊的，很有可能是人類此前未見的新種類，但研究人員還需要更多分析來確認(rèn)這一點(diǎn)。

甚至科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了更加古老的細(xì)菌，地點(diǎn)是在墨西哥境內(nèi)1000英尺（約合300米）的地下深處洞穴中。這里生活的這些細(xì)菌已經(jīng)有超過400萬年沒有見到過天日了。

但即便如此，這些細(xì)菌不知怎的竟然發(fā)展出了能夠?qū)?8種抗生素的能力，包括一些被認(rèn)為是人類對(duì)抗感染的“終極藥物”。在2016年12月發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告中，研究人員發(fā)現(xiàn)一種名為“Paenibacil-lus sp LC231”的細(xì)菌竟然能夠有效抗擊超過70%的人類現(xiàn)有抗生素藥物，并且能夠讓其中的大部分藥物完全失效。

好在由于這些細(xì)菌長期被困地下深處，它們沒有機(jī)會(huì)與人類與抗生素相接觸。這也就意味著它們身上所具備的這種抗藥性一定是從其他途徑逐漸進(jìn)化出來的。參與這項(xiàng)研究的科學(xué)家們相信，這些細(xì)菌本身并不會(huì)對(duì)人類健康構(gòu)成傷害，但它們所表現(xiàn)出的這種奇特的抗藥性則應(yīng)該是自然進(jìn)化過程中產(chǎn)生出來的結(jié)果。這就意味著對(duì)抗抗生素的能力可能已經(jīng)在自然界中早已存在了數(shù)百萬乃至數(shù)十億年之久了，對(duì)于自然界而言，這種能力并非新鮮事物。

那么我們究竟是否應(yīng)該對(duì)這種情況感到憂慮呢？

一種意見是認(rèn)為來自這類永凍土致病菌的威脅基本上是不可預(yù)知的，因此我們不應(yīng)對(duì)此太過憂慮。而另外一種針鋒相對(duì)的觀點(diǎn)則認(rèn)為，正是由于我們難以對(duì)這種來自凍土致病菌的威脅大小程度進(jìn)行量化分析，我們才更加應(yīng)該倍加謹(jǐn)慎小心。

克萊瓦里表示：“根據(jù)我們以及其他人的研究，現(xiàn)在已經(jīng)可以確定的是，遠(yuǎn)古致病菌的復(fù)蘇和對(duì)人類的感染并非絕無可能。至于這樣的可能性有多高難以具體計(jì)算，但這種可能性肯定是存在的。這樣的病原體可能是可以用抗生素治療的細(xì)菌，也有可能是具有對(duì)抗抗生素能力的耐藥菌，也或許是病毒。如果某種病原體在很長一段時(shí)間內(nèi)沒有與人類接觸，那么我們的免疫系統(tǒng)對(duì)此將是陌生的，沒有準(zhǔn)備的，而這樣的情況將會(huì)十分危險(xiǎn)?！?/p>

（魏永摘自“新浪網(wǎng)探索”微信公眾號(hào)，有刪節(jié)）endprint