气候变暖或致“囚禁”在冰川中的古老病毒卷土重来?

2020-05-18 19:09:37 来源: 科技日报 作者: 张晔
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科技日报记者 张晔

一升海水中,含有1000亿个病毒颗粒;青藏高原的古老冰川中分离出29种新型病毒;西伯利亚地区消失了75年的炭疽杆菌又卷土重来……

2020年伊始,突如其来并肆虐全球的新冠病毒,让人类开始重新审视人类与微生物之间的关系。

5月18日是国际博物馆日,南京古生物博物馆名誉馆长、首席科普专家冯伟民研究员在直播讲座《微生物灾害的过去与现在:启示与省思》中表示,自然界不寻常的变化,是导致病菌复活和活跃的推手,比如成年冰层融化复活病菌、地质灾害引发病菌灾难、极端气候加速病菌传染。

冯伟民认为,以新冠病毒为代表的微生物灾害,必须让我们正视人与自然的关系,吸取人类演化教训,省思警醒人类行为。

冯伟民在线讲座截图

微生物是地球生命树的根基

微生物是细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类在内的一大类生物群体。

这些肉眼看不见的微生物,在构建整个生态系统的构架中发挥了重要作用。

生命演化就像一棵大树,从远古走来越来越繁盛,我们人类只是这棵大树上其中的一员,与微生物相比,人类在地球上存在的时间实在是太短了。

“在23亿年前第一次大氧化作用诞生真核细胞时,当今生物链最顶端的三大域细菌、古菌和真核生命已然形成。” 冯伟民说,古细菌和真细菌都是微生物,构成了地球生物的根基,而无脊椎动物、古植物和脊椎动物才是生物系统的上层组成部分。

对于人类来说,微生物这种地球的“原始住民”,既是毒害恶首,也是演化功臣。

比如23亿年前第一次生物大灭绝,以及二叠纪末生物大灭绝都和微生物有关。

以二叠纪生物大灭绝为例,在大约2.52亿年前的二叠纪末期,陆地和海洋中共有超过90%的生物死亡,史称“大灭绝”,是地球5次生物大范围死亡事件中,最为惨重的一次。科学家发现,这居然和绿硫细菌有关。

而人类出现后,曾出现十大病毒灾害,仅天花病毒就致死了一亿以上的人口。

但是,微生物在地球生命演化和人类文明发展过程中也曾是重要功臣。 “哺乳动物本不具有胎生繁殖的能力,病毒‘神助攻’导致了‘胎生’繁殖。”冯伟民说,氧气的出现,一半也是蓝细菌的“贡献”。

而14世纪到17世纪流行在欧洲大陆的黑死病,是由鼠疫耶尔森菌感染引起的烈性传染病,一方面导致大量人口死亡,另一方面也动摇了宗教的统治地位,让科学知识逐渐传播开来。

海洋、冰川竟是病菌“乐园”

据冯伟民介绍,浩瀚的海洋、“沉默”的冰川都是蕴藏无数的微生物。

海洋是地球上最大的病毒库,种类预计超过20万种。每升海水当中,含有1000亿个病毒颗粒。病毒的数量是海里面所有鱼、虾、蟹及海洋生物数量加起来总量的15倍,总重量则相当于7500万头蓝鲸,而整个海洋也就仅有近1万头蓝鲸。

“科学家做了一个有趣的比喻,如果像海洋中的病毒挨个排成队,那么它的长度甚至超过了4200万光年,这要比整个银河系直径还要大的多。”冯伟民说,海洋里面的病毒数量之多超过我们想象。

冰川也是病毒等微生物滋生的地方,并且微生物凭着强大的适应性,可以在冰川中存活很长时间。科学家在青藏高原西昆仑山古里雅冰川中,从距今520-15000年范围内的冰芯里分离出了18种细菌和33种病毒,其中29种病毒是人类之前从未遇见过的。

过去,这些海量的微生物远离人类,但是自农业革命以来,人与病菌的关系越来越密切。英国《自然》杂志在2008年曾经做过统计,在新的病毒当中有60%病毒是人牲共患的,而且72%又是以动物的病原体所引起的。

冰川消融或致病毒卷土重来

科学家观测表明,在过去25年中南极有3万亿吨的冰融化,而其中的50%就是在过去5年所发生的。

“在融化过程当中,冰封十几亿年十几万年的致命病毒,可能因此而重建天日,出来危害人类。”冯伟民说。

这并不是危言耸听,一些迹象表明,这种形势已经越来越严峻的摆在了人类的面前。

在冰天雪地的西伯利亚,75年之前炭疽杆菌曾经导致了当地人大量死亡。现在,这种病菌又再次出现,原因是大量的人类活动加速了永久冻土层融化,导致被冰雪覆盖的炭疽杆菌又一次地影响了当地的民众的安全。

此外,地质灾害和极端气候也会引起病菌灾害、加速病菌传染。

“成千上万种的细菌与病毒封存在冰川岩石和化石中,或生活在地表、深海底部热泉中,或者寄存在现代动植物体中。我们在开发利用这些资源时,一定要慎之又慎,以免给人类带来不可预料的灾难。”冯伟民表示。

冯伟民认为,从另一个角度来说,人类生活在地球上,不断的向地球索取,就像病毒来到我们人类细胞中一样,依靠我们的身体不断复制,也不断地产生病毒感染我们。“人类不要成为地球的‘病毒’,让自然界的病毒来免疫人类,而要成为大自然生态平衡的推动力。”

“现代化让人类更有能力走到世界的每一个角落,但打破了动物、植物相互适应,各取所需,生息繁衍的自然平衡,甚至导致了生物的大灭绝。” 冯伟民说,在生物界里面,人类并非独占鳌头,当今的地球环境实际上是协同演化的结果,无数次的微生物灾害值得人类再次审视与自然之间的关系。

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责任编辑:张爽

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