北极冻土消融或许会让远古病菌复苏

据英国广播公司报道，从我们出生的那一刻起，细菌和病毒就一直伴随着我们。从黑死病到天花，人类已经进化出抵抗这些细菌的能力，相应地，这些细菌也逐渐进化出攻击人体的新方法。

英国医生弗莱明发现青霉素已经一个多世纪了。作为对策，细菌逐渐产生耐药性。这场战斗没有尽头:因为我们和这些细菌在一起这么长时间了，几乎不可能把它们分开，这在某种意义上是一个自然的困境。

然而，想象一下，如果我们突然接触到几千年来从未接触过的致命细菌或病毒，会发生什么。

冰雪下的潘多拉魔盒？

炭疽杆菌的孢子可以存活几十年。

在冰冻的南极，科学家发现了休眠了数百万年的细菌。

这种假设的情况可能很快就会成为现实。全球气候变化导致已经冻结了数千年的永久冻土开始融化。随着永久冻土逐渐融化，一些潜伏了几千年的古老病毒和细菌开始苏醒。

2016年8月，一名12岁的男孩在俄罗斯北极圈亚马尔半岛的一个荒凉角落死于炭疽感染。大约20名居民也受到严重感染，不得不住院治疗。

研究人员得出结论，大约75年前，一只当地驯鹿死于炭疽热感染，它的身体被冻在寒冷的永久冻土中。这种情况一直持续到2016年夏天罕见的热浪袭击该地区，最终导致永久冻土融化。

因此，驯鹿的尸体逐渐暴露在外，炭疽病菌被释放到周围的土壤和水中，最终进入食物链。结果，附近的2000多只驯鹿感染了炭疽，随后引发了人类感染。现在科学家们非常担心这种情况在将来会变得越来越普遍。

随着地球变暖，更多的永久冻土将会融化。在正常情况下，地表深度小于50厘米的永久冻土每年都会融化。但是现在全球变暖正在融化更深的永久冻土。

永久冻土是细菌长期生存的理想环境条件，有些细菌甚至可以存活数百万年。这意味着永久冻土的融化可能相当于打开一个潘多拉盒子，带来不可预测的后果。

北极圈的温度正在快速上升，比其他地区*倍多。随着冰和永久冻土的快速融化，更多的抗病细菌可能会被释放出来。

法国艾克斯-马赛大学的进化生物学家让-米歇尔·克拉维里说:“永久冻土是细菌和病毒的理想保存环境，因为那里温度非常低，没有氧气，几乎没有阳光。”他说:“能够感染人类或动物的致病病毒可能会被冷冻在那里，甚至可能含有曾经导致全球感染的恶性细菌。”

仅在20世纪初，就有100多万头驯鹿被证实死于炭疽热。由于在冻土地区很难挖到深坑，这些尸体大多埋在相对较浅的地表区域，俄罗斯北极地区分布着7000多个这样的埋葬地点。

瘟疫病菌又回来了？

但更令人担忧的不是这些尸体，而是永久冻土下还隐藏着什么？

数百年来，人类和动物的遗骸一直埋在这个地区，所以将来完全有可能释放出其他的致病细菌。例如，科学家发现，曾经席卷欧洲的1918年完整的西班牙流感病毒可以从阿拉斯加冻土中挖掘出来的尸体中分离出来。死于天花和黑死病的尸体也埋葬在西伯利亚。

在2011年的一项研究中，科学家写道:“作为永久冻土融化的后果之一，我们在18和19世纪经历的噩梦般的疾病很可能会卷土重来，尤其是在墓地附近的地区，那里埋葬了大量的死者。”

例如，在19世纪90年代，西伯利亚爆发了天花流行病。有一个小镇的人口减少了40%以上。这些人的尸体被就地埋在科利马河岸的永久冻土下。120年后，kolyma河的洪水开始侵蚀河岸，永久冻土开始加速融化。

在始于20世纪90年代的一个研究项目中，俄罗斯新西伯利亚国家病毒学和生物技术研究中心的科学家研究了西伯利亚南部出土的石器时代遗迹。他们还分析了一名男子的遗体样本，这名男子死于19世纪的瘟疫，被埋在俄罗斯的永久冻土下。

分析结果表明，这两具尸体被发现有天花病变。尽管在分析过程中没有发现真正的天花病毒，但科学家确实检测到了病毒的残余DNA片段。

有一点是毫无疑问的。这不是第一次在冰下再次发现细菌和病毒。

在2005年的一项研究中，美国宇航局的科学家们成功地从阿拉斯加的一个冰湖中提取出了古老的细菌，这个冰湖已经在冰雪中封闭了32000多年。这种微生物被称为“肉毒杆菌”。自更新世以来，当猛犸象在地球表面漫步时，这些细菌就被冰冻在冰雪中。一旦冰雪融化，这些细菌又会释放出来，变得和以前一样活跃。冻结的历史似乎对他们没有影响。

两年后，科学家成功地在南极洲的一个山谷中发现了一种在冰雪中密封了800多万年的细菌。在同一项研究中，科学家还提取了在南极洲冰雪中休眠超过10万年的细菌菌株。

巨型病毒的威胁

类杆菌病毒，一种大型病毒

然而，并不是所有的微生物都有能力在永久冻土中存活这么长时间。炭疽杆菌之所以能忍受如此长时间的冷冻状态，是因为它能变成孢子状态。这种状态下的细菌非常顽强，可以忍受一个多世纪的冰冻状态。

还有许多其他细菌也能形成孢子，从而耐受长期极端环境，如破伤风梭菌和肉毒杆菌，它们是肉毒中毒的主要元凶。这是一种罕见的疾病，可导致瘫痪，有时甚至死亡。一些种类的真菌也能忍受长期的冰冻环境，病毒也能。

在2014年的一项研究中，克拉瓦里博士领导的一个团队成功地从西伯利亚冻土中提取了两种病毒，这两种病毒已经被冰冻了3万多年。这两种病毒分别被称为“木髓病毒”和“毛病毒”。这两种类型的病毒是“巨型病毒”，因为它们与一般意义上的病毒非常不同。它们很大，甚至可以用普通显微镜看到。它们被发现在西伯利亚苔原地带河岸地下约100英尺(30.48米)处。

从冻土中挖掘出来后，病毒很快恢复了传染性。然而，幸运的是，这种病毒只能感染单细胞变形虫。然而，研究人员警告说，其他能感染人体的病毒可能具有类似的能力，并能在冰雪融化后迅速恢复对人体的传染性。

此外，全球变暖不需要通过永久冻土层的融化直接威胁人类的生存:由于北极海冰的大规模融化，在西伯利亚北部的海上着陆变得比以前更方便了。结果，工业活动开始逐渐扩展到该地区——黄金和其他矿物的开采日益增加，追逐石油和天然气资源的石油和天然气集团也在这里赚了很多钱。

克拉瓦里说:“在这个阶段，这里的大部分地区仍处于未开发阶段，深层冻土没有受到影响。然而，随着未来钻井和采矿作业的继续，这些深层冻土也将暴露出来。如果这些土壤层中有潜伏的病毒或细菌，它们将有机会醒来并传播出去。”

在这种情况下，巨型病毒尤其令人担忧。克拉瓦里指出:“大多数病毒只要离开宿主细胞，就会变得不活跃。由于光照、脱水或生化降解，病毒将逐渐失去活性和传染性。例如，如果他们的DNA被损坏到无法修复，病毒将失去感染人类的能力。然而，在所有已知的病毒种类中，巨型病毒通常是顽强的，几乎不受自然环境的破坏。”

我们祖先的影子？

尼安德特人曾经生活在西伯利亚

克拉瓦里指出，首次到达北极地区的人类携带的病毒将再次出现。甚至有可能我们将首次面对被其他灭绝人类祖先的近亲感染的病毒物种，例如尼安德特人和杰尼索夫人。这两个已经灭绝的古代人类近亲曾经生活在西伯利亚。考古学家在俄罗斯北极地区发现了距今3万至4万年的尼安德特人遗骸。我们的祖先也在几千年前来到这里，生活在这里，生病和死亡，他们的遗体被埋在这里广阔的冻土下。

克拉瓦里说:“我们可能会遇到已经感染了尼安德特人的病毒，这表明我们过去所说的从地球上“消灭”某种病毒的说法可能不够准确，而且很容易产生一种错误的安全感。这也是为什么我们必须储备疫苗来对抗这些细菌，以防万一。”

自2014年以来，克拉瓦里一直在搜索和分析从北极地区永久冻土采集的DNA材料，寻找任何可能与感染人体的细菌或病毒有关的遗传物质信息。他的研究小组迄今为止已经发现了许多种可能对人体有害的细菌。

克拉瓦里的团队发现了似乎来自病毒的DNA片段，包括疱疹病毒。但到目前为止，他们还没有发现任何与天花病毒相关的遗传物质线索。当然，由于显而易见的原因，该团队还不打算复活这些病毒或细菌。

现在，似乎已经被人类消灭的病原体仍然有可能从其他地方出现，而不仅仅是在冰或永久冻土中。

天然耐药性

墨西哥奈卡水晶洞穴里有很多水晶

墨西哥另一个洞穴深处的巨大石膏晶体

2017年2月，美国宇航局科学家宣布，他们在墨西哥的一个矿井中发现了50，000-100，000年前的微生物。

发现这种细菌的地方被称为“奈卡水晶洞”，它是墨西哥北部一个矿井的一部分。这个水晶洞穴里有大量巨大的石膏晶体。这些晶体是经过几十万年逐渐生长和形成的。

美国宇航局科学家发现的细菌被困在这些晶体内部的微小液泡中，尽管它们已经被困了数万年，但一旦被移除，细菌就会重获活力，并几乎立即开始生长和繁殖。从遗传信息来看，这种细菌非常特殊，可能是一个以前没有见过的新物种，但是研究人员需要更多的分析来证实这一点。

甚至科学家也在墨西哥地下1000英尺(300米)的洞穴中发现了更古老的细菌。这些生活在这里的细菌已经400多万年没有见过太阳了。

在这样深的洞穴里，它们基本上与外界隔绝。地面上的水要渗透到这样的深度并到达这些洞穴需要一万多年的时间。

尽管如此，不知何故，这些细菌已经发展出对抗18种抗生素的能力，包括一些被认为是人类对抗感染的“终极药物”。在2016年12月发布的一份研究报告中，研究人员发现了一种“类芽孢杆菌”。LC231”的细菌能有效抵抗70%以上的现有人类抗生素药物，并能使大多数药物完全失效。

幸运的是，因为这些细菌已经被困在地下很长时间了，它们没有机会接触人类和抗生素。这也意味着他们所拥有的抗药性一定是从其他途径逐渐进化而来的。参与这项研究的科学家认为，这些细菌当然不会对人类健康造成危害，但它们所表现出的特殊耐药性应该是自然进化的结果。这意味着抵抗抗生素的能力可能已经在自然界存在了数百万甚至数十亿年，这种能力对自然界来说并不陌生。

显然，这种古老的抵抗抗生素的能力并不是现代临床治疗中滥用抗生素导致细菌耐药性的结果，这对医务工作者来说不是好消息。

我们这样说的原因是显而易见的，因为总的来说，我们对某些种类的真菌和很大一部分细菌的耐药性的理解是，它们发展这种能力是为了在人类使用抗生素方面获得相对竞争优势。这也是英国医生弗莱明首次发明抗生素时意识到的:他的培养皿中的一些细菌被霉菌污染后死亡，因为霉菌可以分泌某些抗生素成分。

生存本能的产物

西伯利亚冻土区的苔原景观

在地下深处的洞穴中，如果生物想因食物匮乏而生存，它们必须变得“冷酷无情”。因此，像前面提到的“类芽孢杆菌”这样的细菌已经进化出抵抗抗生素作用的能力，从而避免了被能够分泌抗生素如青霉属的对手破坏的命运。

这也可以解释为什么细菌抵抗抗生素的能力似乎只针对自然界中细菌或真菌产生的抗生素，而不包括自然界中不存在的人类人工合成的抗生素。当然，前者占人类社会目前使用的抗生素种类的99.9%。由于这些细菌从未遇到过人类合成的人造抗生素，它们当然没有抵抗的能力。

这项研究的主要作者，俄亥俄州阿克伦大学的微生物学家黑兹尔·巴顿说:“我们和其他同事所做的工作表明，对抗抗生素的能力并不新鲜。我们发现的微生物已经从陆地生物圈中分离了400 ~ 700万年，但它们对抗生素的抵抗能力与陆地生物在遗传分析中发展出来的能力基本相同。这意味着这些基因非常古老，至少出现在400万到700万年前，与人类使用抗生素的历史没有什么关系。”

虽然类芽孢杆菌对人类无害，但理论上，它可能会将其抵抗抗生素的能力传播给其他致病菌。然而，由于它们被困在地下400多深处，这种可能性相对较低。

然而，科学家认为，具有天然抗抗生素能力的细菌在自然界中可能非常普遍，例如，一些在北极永久冻土中多次冻结的细菌可能具有这种能力。然而，这似乎证实了这个想法。在2011年的一项研究中，科学家在俄罗斯和加拿大之间的白令海峡的永久冻土中发现了一些细菌的DNA片段，距今已有3万多年。在这些遗传信息中，科学家发现它有能力抵抗β-内酰胺和四环素以及糖肽类抗生素。

我们做什么呢

中国*的永久冻土

那么我们应该担心这种情况吗？

一种观点认为，来自这种永久冻土病原体的威胁基本上是不可预测的，所以我们不应该太担心它。相反，我们应该更加关注那些更明确的威胁，比如全球变暖。可以预见，随着全球变暖的不断发展，越来越多的国家或地区在一些高纬度地区会出现一些较温暖地区的常见病，如疟疾、霍乱和登革热。因为这些病原菌喜欢在温暖的环境中生长和感染。

然而，另一种针锋相对的观点认为，正是因为我们难以定量分析这种来自冻土的病原体的威胁程度，所以我们应该更加谨慎。

克拉瓦里说:“根据我们的研究和其他人的研究，现在可以肯定的是，古代病原菌的恢复和人类感染并非不可能。至于这种可能性有多高，很难计算，但肯定存在。这些病原体可能是可以用抗生素治疗的细菌、可以抵抗抗生素的耐药细菌或病毒。如果一种病原体长时间不与人类接触，我们的免疫系统就会变得陌生和毫无准备，这种情况将非常危险。”