大家都知道全球正在变暖,这样继续下去,可能会激发北极病毒的活跃性。
当地时间10月19日,发表在《英国皇家学会报告:生物科学版》(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)上的最新研究成果显示,气候变化可能使北极地区的病毒接触新的环境和宿主,增加“病毒溢出”的风险。
据报道,加拿大科学家通过检测该国位于北极圈以内的黑曾湖(Lake Hazen)的土壤和沉积物样本,研究气候变化如何影响病毒溢出的风险。
分析发现,样本中的病毒和宿主之间存在明显差异。科学家指出,冰川融水会把河道内的顶层土壤连带其中的生物体带进黑曾湖,气候变暖会增加冰川融水,导致湖内本来存在的病毒接触到原本不会接触到的潜在宿主。也就是说,气候变暖会增加病毒传播几率,造成北极病毒“溢出风险”。
不过,科学家也指出,北极病毒“溢出风险”是一种理论上的可能性,并不一定会造成一场全球大流行。“溢出风险”究竟有多大?尚存不确定性,需要做进一步的调查研究。
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据媒体报道,加拿大研究团队10月19日发表最新研究指出,气候变暖或致北极病毒溢出。随着全球气温上升,被“封印”在冰川和永久冻土中的病毒和细菌,会重新苏醒,感染当地野生动物的可能性在增大。
研究团队表示,病毒需要宿主进行复制传播,宿主可能是人类、动物或真菌等。气候变暖,可能使得北极冰层中的病毒接触到新宿主,使通常不会相遇的宿主与病毒聚集在一起,增加了病毒外溢的风险,病毒可能在不同宿主之间跳跃,从而实现跨物种传播。
科学家曾经在西伯利亚的冻土中,发现了一种史前病毒——西伯利亚莫里病毒,这是一种冰河时代的史前病毒,大小比大多数细菌大。它已经被冰封了3万年,然而,科学研究后发现这种史前巨型病毒还能“复活”,在这个病毒之中,还发现了超过500个基因,基因组也比其他的病毒要大,仍然具有传染性。
这个研究也说明,气候变化或让危险的远古病毒苏醒,西伯利亚地区冻土融化,也可能会释放未知的古老病毒。这也向人们发出了一个警示!如果这些远古病毒一旦外溢,那些导致过几次物种大灭绝的超级病毒,大部分动物都将无法抵抗,如果现代医学无法防御的话,有可能给人们带来巨大的危机!
有网友表示,怎么才能保护好我们的生存环境呢?怎么才能减少温室气体排放量呢?人类在发展的同时,带来的不可估量的负面影响。不担心冻土解封,只担心美国实验室的东西。
有人认为,不要太悲观,也许还有远古的解毒菌没有被发现呢?我们的老祖宗才是大智慧。老子两多年前就提出了“物极必反”的道理。绝对是真理!没有什么永久不变的,更没有什么永远兴盛和发达的。万物皆有因果,有其自然规律,顺其自然就行了。
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该来的还是要来的?没想到这个“风险预警”还在提升,又一次警告来了。
《英国皇家学会学报 B:生物科学》杂志再次发出警告,随着北极地区气候巨变,对生物圈的影响风险再次提升,这是什么情况?
其实,对于北极地区的改变,风险已经不是第一次说明了,这是地球气候变化之下的“连锁效应”。
这些年来,只是人类对北极地区的变化“关注度提升”,所以,才看到这么多北极巨变的消息。
当然,他们说的也没有错,的确北极地区在气候变化之下,引发了对人类风险的提升,并且,这个风险也并非只有一个。
北极气候巨变之下的“连锁效应”突出
在全球气候巨变之下,北极可以说也是“最为敏感”的区域之一。没错!地球的变暖加剧,北极变暖也加剧了。
长期以来,北极气候的变化都受到关注,最为直接的原因就是——北极变暖可能引发大规模的冰川融化,从而引发海平面的上升,淹没更多的国家或地区。
例如:印尼为了应对海平面上升,城市下沉等原因,已经执行迁都计划,如果不快速迁都,必将成为“水下城市”。
大家看一则数据就知道。例如:
印尼在海平面上升之下,苏门答腊的Betet和Gundul岛目前已分别在海平面之下1米和3米。同时,在2008年至2018年间,雅加达北部地区大约下沉了2.5米,部分地区仍将以每年25厘米的速度下沉,预计到2050年,雅加达北部95%的地区都会沉入水中,这将完全无法生存。
所以,印尼不得不迁都。而在北极气候巨变之下,就提供了一部分的“连锁效应”。
然而,北极的气候巨变是连续创新高,在过去40年之中,数据显示北极每10年升0.75摄氏度,比地球其余地区快近4倍,这意味着北极引发的冰川融化更加强烈。
那么引发的海平面上升更加强烈,一些研究已经警告了,格陵兰冰层可能正接近融化的“临界点”,其中所含的冰冻水足以将海平面升高约6米。
所以,如果不进行气候改变,迟早全球很多区域会因为北极变化而发生“海岸线的格局转变”。
然而,对于北极来说,海平面只是其中的一种,引发人类问题最大的,可能还是我们说的“病毒”。
科学家警告:北极或成新病毒大流行的“沃土”
上面我们说了,全球变暖引发的北极变暖——引发了冰川的大规模融化,而在北极地区的风险,比我们想象的还要高,北极可能成为新病毒大流行的“沃土”,气候变化增加了下一个埃博拉病毒、流感或SARS-CoV-2“迟早到来”的风险。
而在这一项新研究之中,研究人员们观察了北极圈以北最大的湖泊“Hazen”的土壤和湖泊沉积物。
在土壤中发现的 DNA 和 RNA 片段进行测序,试图确定环境中存在的病毒库。并且将这些病毒库连接到寄主进行分析——发现这些病毒的传播并不单纯。
在气候变暖之下,冰川融化的径流增加之后,这些病毒的流出风险加大。
这个与之前的研究一样,在气候变化之下,这些病毒将病原体、寄生虫和宿主更加容易在一起,然后,冰川径流的增加导致病毒进入“真核生物宿主”的机会更大。
而且,随着气候的变化,北极微生物圈的代谢活动也发生了变化,进而影响了许多生态系统过程,例如:新病原体的出现,这就是我们对北极气候变化之下的担忧更多。
因为在北极区域,有非常多的未知病毒,细菌封存着。而人类对气候变化的影响,让其释放出来。
所以,北极大规模未知病毒,细菌的出现,的确将北极推向了新病毒大流行的“沃土”方向,因为升温之后,就可能封存不住了。
所以,这对生物圈来说都不是什么好事情。然而,在北极高地——即最北端的地区——这个区域变化更大,已经成为世界上最容易受到气候变化影响的地区之一。在过去的几十年里,三分之一的冬季冰层已经消失。
所以,这个区域的未知病毒,细菌等出现外溢的风险最高。
这使得科学家们再次发出警告,由多种因素引起的流行病风险增加,尤其是人类活动破坏了自然栖息地,迫使动物和人类生活在越来越近的地方“相互接触”。
所以,北极或成新病毒大流行的“沃土”,而逆转这样的情况出现,从气候变化研究来看——只可能是改变北极气候才行。
北极变暖,下一场大流行酝酿?
气候变化的影响并不“单纯”,而且,人类对地球的气候“临界点”推动也是非常明显了。
在2022年第53个世界地球日公告上也再次明确说明了——全球的15个已知的气候临界点,已经激活了9个,气候变化已变得不可逆转,人类文明崩溃将是最有可能出现的结果。
这里面就包含了北极区域,这九个被激活的气候临界点分别包含了——北极海冰、格陵兰冰盖、北方针叶林、永久冻土、大西洋经向翻转环流、亚马逊雨林、暖水珊瑚、西南极冰盖、东南极部分地区。
所以,北极圈的变化都占据了大半。
这也是为什么很多人说,北极可能引发下一场大流行的原因,主要是因为这个区域存在很多人类未知的病毒,细菌,这个风险会随着全球变暖——北极变暖提升风险。
虽然人类对北极圈的研究也不少,但是更多的东西都还是封存在这里,更多的都是人类不知道的。所以,这也反向推动说明了,人类对全球的气候改变,时间真的不多了。
这样下去,我们地球的温度还会持续上升。
而且世界气象组织也多次针对气候发出警告,那就是未来五年,我们将可能遇到“首次”超过《巴黎协议》的1.5度气候临界。
这说明了人类对气候改变并没有“达成一致”,《巴黎协议》提出这么多年了,要是人类真的都做到了减少排放,多植树造林等等,气候也不至于是“一年比一年强”,这也是为什么曾经“百年一遇”的气候状态,已经在频繁出现的原因,极端化气候风险增加了吧。
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参考消息网10月21日报道据法新社10月18日报道,最近发表的一项研究表明,气候变暖可能使北极地区的病毒接触到新的环境和宿主,增加“病毒外溢”的风险。
报道称,病毒需要人类、动物、植物或真菌等宿主来进行复制和传播,偶尔它们也会寄生到缺乏免疫力的新宿主身上,就像新冠疫情期间发生的那样。
加拿大科学家希望通过北极黑曾湖的样本来研究气候变化对病毒外溢风险的影响。
研究参与人员、多伦多大学医学院学生格雷厄姆·科尔比说,黑曾湖是世界上最大的完全位于北极圈内的湖泊,“与我去过的任何地方都截然不同”。
研究小组取样的土壤来自夏天融化冰川水的河床,以及湖床本身。这个过程需要清理积雪并在2米深的冰层中钻探。
研究人员用绳子和雪地摩托从300米深的湖床中取出沉积物,然后对样本进行测序,寻找DNA、RNA、基因图谱和生命信使。
领导这项研究的渥太华大学生物学系副教授斯特凡纳·阿里斯-布罗苏说:“我们得以了解特定环境中存在的病毒及其潜在宿主。”
为了解病毒跨宿主传播的可能性,研究小组需要对每种病毒和宿主的谱系进行研究。
研究报告第一作者奥德蕾·勒米厄说:“我们的任务就是评测这些谱系的相似程度。”
如果谱系相似,表明病毒已随宿主进化,如果谱系不同,表明病毒外溢。
如果病毒曾经跨宿主传播,那么它再次出现这种情况的概率更高。
阿里斯-布罗苏说,分析发现,湖床中的病毒和宿主之间存在明显差异,“与外溢风险直接相关”。
报道说,河床中病毒和宿主之间的差异则不太明显,研究人员推测,这是因为水侵蚀了表层土壤,清除了有机体,限制了病毒与潜在新宿主之间的相互作用。
研究报告称,随着冰川融水增加,沉积物也随之增加,流入湖中的病毒与宿主近年来发生了“巨大变化”。
勒米厄说:“通常不会相遇的宿主和病毒来到了一起。”
这项研究发表在英国《皇家学会生物学分会学报》上。作者表示,他们并不是预测病毒外溢或大流行即将发生。
勒米厄说:“发生极端事件的可能性仍然很低。”
他们还说,需要开展更多研究才能确定病毒与宿主之间的差异有多大才会构成严重的外溢风险。
但他们认为,如果气候变暖导致新的潜在宿主来到从前不宜居的地区,风险可能进一步上升。
勒米厄说:“从蜱虫到蚊子再到某些动物,甚至到细菌和病毒本身,都存在风险。外溢的影响也非常难以预料,它可能是良性的,也可能引发大流行。”
研究小组希望在该地区开展更多研究和监测工作,以了解外溢风险。
勒米厄说:“显然,我们在过去两年里看到了外溢可能产生的影响。”
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当地时间10月19日,发表在《英国皇家学会报告:生物科学版》(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)上的最新研究成果显示,气候变化可能使北极地区的病毒接触新的环境和宿主,增加“病毒溢出”的风险。
据法新社和英国《卫报》10月19日报道,加拿大科学家通过检测该国位于北极圈以内的黑曾湖(Lake Hazen)的土壤和沉积物样本,研究气候变化如何影响病毒溢出的风险。
研究人员对样本进行了DNA和RNA测序,并运用一种算法来评估这些病毒感染原本不相关的生物群体的几率。研究人员检查了每一种病毒和宿主的系谱,相似的系谱表明病毒随宿主一同演化,而差异则意味着病毒会外溢。
研究发现,黑曾湖湖床中的病毒和宿主之间的系谱存在显著差异。主导这项研究的渥太华大学生物学系副教授斯蒂芬·埃利斯-布罗苏(Stephane Aris-Brosou)说:“这与溢出的风险直接相关。”
近年来,随着冰川融化,冰川水流入湖中,黑曾湖湖中沉积物随之增加,湖区因而发生了“巨大变化”。本次研究的第一作者奥黛丽·勒米厄(Audree Lemieux)说: “这将使通常不会相遇的宿主和病毒聚在一起。”
另据《卫报》报道,随着气候变化导致全球气温上升,原本被锁在冰川和永久冻土中的病毒和细菌更有可能重新苏醒,并感染当地野生动物,特别是当这些野生动物的活动范围也向两极靠拢之时。
据法新社报道,一旦病毒出现改变宿主的行为,它便更有可能再次这样做。
不过研究人员还表示,他们并未预测到未来会发生一次真正的病毒溢出,也未预测会因此出现疾病大流行。
研究人员说,还需要开展更多工作,弄清病毒和宿主之间系谱的差异有多大,才会产生严重的溢出风险。
(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
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病毒需要人类、动物、植物或真菌等宿主来复制和传播,有时它们会跳转到缺乏免疫力的新宿主。随着人与动物栖息地互相争地,以及气候变化,人类接触的新病毒将越来越多。让科学家担忧的是北极,北极温度升高的速度快于世界上任何地方,正在融化北极永冻土与冰川,增加病毒与新环境和宿主接触的机会。
北极圈覆盖大约10,000英里土地,加上北极圈以北的一个额外区域,约占地球表面的4%。其中10%是苔原,苔原为一片沼泽平原,是大多数人、动物和植物群存在的地方,也是永久冻土的地方。科学家认为,病毒与细菌可以在北极低温环境存活数百万年。
科学家担心,随着北极永久冻土层开始解冻,加上苔原地区内外人类活动的持续扩张,有一些事情正在发生。如2016年西伯利亚北部的永久冻土融化,在俄罗斯最北边亚马尔半岛上暴露一只感染炭疽病的驯鹿尸体,被认为导致一场疫情,使96人住院,2千头驯鹿死亡。
当时法国国家科学研究中心科学家称,“这个半岛的土壤就像一个巨大的冰柜,是细菌长期存活一个非常好的条件。”科学家相信,类似事件肯定更多,只是没有被发现或报道出来。
问题在于北极可能存档太多古老病毒,2015年美国和中国的科学家在西藏冰川发现35中古代病毒,其中28种病毒对科学来说是新的,不过科学家认为,这些病毒中的大多数只能感染变形虫,虽然可能有一些冷冻病毒保存在永冻土中,曾经感染人类,但专家一致认为,这些类型的病毒只能在极冷的温度下生存,不太可能传播。
但是加拿大科学家发现,这两年情况不同了。他们在世界上最大的湖泊,一个完全位于北极圈以北的黑曾湖(Lake Hazen)采集样本,对样本进行DNA和RNA测序,目的是了解特定环境中存在哪些病毒,以及还存在哪些潜在宿主。
病毒传播最关键的机制是必须能够跳转,而要找出它们跳过宿主的可能性有多大,科学家需检查每种病毒和宿主家谱的对应物,借由测量这些家谱的相似程度来得到答案,若有类似谱系,代表病毒与其宿主一起进化,若出现差异,则代表病毒在跳转。科学家认为,如果一种病毒已经跳过宿主一次,就有可能继续传播。
科学家采集湖泊以北夏季冰川消融时的河床土壤,以及湖床本身进行采样,结果发现,湖床中的病毒和宿主之间存在明显差异,河床的差异不那么明显。研究人员推测这是因为河床的水流会侵蚀表土,去除有机体,限制病毒与潜在新宿主之间的相互作用,但是冰川融化产生的水携带更多沉积物被冲入湖中,使湖中近几年发生巨大变化,把通常不会相互接触的宿主和病毒聚集在一起。
科学家表示,如果新的潜在宿主迁入以前不适宜居住的地区,病毒传播机会更高,新宿主可能是任何东西,可能是蜱虫、蚊子,再到某些动物,也可能是病毒或细菌本身。不过科学家也强调,发生巨大变化造成大流行的可能性仍然很低,需要做更多研究来厘清病毒和宿主之间的差异需要有多大,才能造成严重的溢出风险。该研究已发布在《英国皇家学会学报B:生物科学》期刊。
(首图来源:Flickr/NASA ICECC By2.0)
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需全世界多方行动,才有可能未雨绸缪,把不测和灾害消解于萌芽。
▲2018年7月24日,游人在加拿大落基山脉贾斯珀国家公园的阿萨巴斯卡冰川上行走。图/新华社
文 | 张田勘
据中国新闻周刊报道,10月19日,加拿大一个研究团队发表最新研究指出,随着气候变化导致全球气温上升,被“封印”在冰川和永久冻土中的病毒和细菌重新苏醒,感染当地野生动物的可能性增大,尤其在动物的活动范围也向两极靠拢时。
研究人员的担心是有理由的。因为,随着冰川融化、冰川水流入湖中,湖水的水量和沉积物都随之增加,近年来湖水发生了巨大的变化,这将使通常不会相遇的宿主与病毒聚集在一起。
冰川融化、冻土解冻,封埋在冰层冻土中的大量微生物,包括细菌、病毒、衣原体、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体等可能会被释放出来,并感染当地的动物。
而在全球变暖作用下,冰川面积缩小,极地面积扩大,极地的动物也扩大了活动范围。这也导致当地动物与冰冻解封的微生物接触并被感染的机会增多,进而可能导致人类感染,引发疾病。而有些疾病还可能是此前人类从未遇到过的。
此外,冰冻微生物解封释放,还有可能造成生态和生物多样性的改变,对地球、生物和人类产生比较长远的影响。
▲这张拼版图片显示的是2012年时的福克斯冰川全貌(左)和2021年4月19日航拍的福克斯冰川(右)。福克斯冰川是新西兰南岛南阿尔卑斯山山脉重要的冰川,由于全球气候变暖,福克斯冰川过去十年大幅退化。图/新华社
苏醒的冰冻病毒感染人类已有先例
实际上,对于极地冰冻微生物解封可能造成的影响,全球相关国家和多领域的科学家正在进行研究。其中,大型的合作研究就有“阿拉斯加泥炭地实验”,主要是研究微生物群落和环境;“下一代生态系统实验——北极”,对矿物丰富的阿拉斯加北坡区域进行研究等。
人们所关注的,首先是冰冻土层的微生物复苏是否会影响人类和其他生物。
全球范围内,冰川的融化速度在过去5年中几乎翻番。北极的永久冻土覆盖地球陆地表面的24%,其中除了有丰富的土壤成分外,还一直掩埋着很多动物、植物和微生物。
过去一个比较引人关注的事件,是冻土中的炭疽杆菌的复活。据英国广播公司(BBC)报道,2016年在西伯利亚位于极圈内的亚马尔半岛冻原上,一个12岁男孩感染炭疽后死亡,另有至少20人入院。
而这次炭疽感染的一个可能性起源是,75年前一头因感染炭疽的驯鹿死亡后,尸体埋进了冻土。其身处的冻土在2016年夏季的高温中融化导致驯鹿的尸体再度暴露,并将炭疽释放进了附近的水和土壤,进入了食物链。
除了炭疽杆菌,人类和世界还有可能要面临因为冻土解冻而复活的其他新微生物和生物。
2021年,在西伯利亚的永久冻土中,研究人员发现了一批约2.4万年前的多细胞无脊椎生物轮虫。令人惊奇的是,这些古老的轮虫在解冻后不仅成功复活,在实验室中还能无性繁殖。
现在的问题是,新的轮虫是否会在自然界中大规模苏醒,以及是否会进行大量繁殖,同时它们大量繁殖后会对人、动物和生态造成何种影响,还无从得知。
▲2018年11月16日,一张打破吉尼斯纪录的世界最大明信片出现在瑞士少女峰下的阿莱奇冰川上,旨在唤起人们对全球气候变化的关注。图/新华社
应对冰冻微生物解封也需未雨绸缪
位于瑞典的斯托达伦沼泽,是北极地区最受关注的研究地点之一。该地区处于永久冻土层融化的前沿,过去10年,多个研究团队利用环境DNA取样技术,已经从其土壤微生物中收集了13000个基因组。
这是一个庞大的微生物群落,跨越了整个微生物的生命树。研究人员还在该地区土壤中发现了1.5万种土壤病毒,其中包括一种新发现的能释放甲烷的古菌。
这些被冰封在冰土中的微生物释放出来后,将如何影响地球,目前还不得而知。但是,一个比较新的视角是,仅仅是能释放甲烷的古菌就有可能对生态环境产生巨大影响。
早在2014年,有研究团队就发现,斯托达伦沼泽中不同的环境具有不同的微生物群落,都能产生甲烷,尽管其产生速度快慢不一。
这些发现至少提供了一种线索,全球变暖导致冻土融化,可能让释放甲烷的古菌更活跃,从而排放更多的甲烷,进一步造成全球变暖。
大量研究提醒人们,全球变暖下的北极冻土融化造成的环境和生态变化是全方位的,对包括人类在内的所有地球生物和环境都有影响。而且,这还会形成一种负面循环——越解冻,冻土中的微生物释放的甲烷越多,越导致气候变暖。
目前来看,尽管极地病毒“溢出风险”到底有多大,尚需进一步调查研究,但对人类来说仍然需要足够的警惕。这也提醒,需要进行更多科研来监控北极地区的环境、生态和气候的变化。
2020年9月,在联合国环境署的牵头下,一个大型研究项目“应对变化的紧急生态系统反应”成立,目标就是深入了解气候变化对微生物的影响和演化,同时进一步了解微生物会发生什么作用。
与此同时,各国政府也需要根据联合国和政府间气候变化专门委员会提出的减碳战略目标采取行动。个人也应做到减少碳足迹。
人类是一个命运共同体,需要大到政府层面、小到个人层面的积极应对与共同保护。只有多方行动,才有可能未雨绸缪,把不测和灾害消解于萌芽。
撰稿 / 张田勘(科普专栏作者)
编辑 / 刘昀昀
校对 / 刘军
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▲2018年7月24日,游人在加拿大落基山脉贾斯珀国家公园的阿萨巴斯卡冰川上行走。图/新华社
据中国新闻周刊报道,10月19日,加拿大一个研究团队发表最新研究指出,随着气候变化导致全球气温上升,被“封印”在冰川和永久冻土中的病毒和细菌重新苏醒,感染当地野生动物的可能性增大,尤其在动物的活动范围也向两极靠拢时。
研究人员的担心是有理由的。因为,随着冰川融化、冰川水流入湖中,湖水的水量和沉积物都随之增加,近年来湖水发生了巨大的变化,这将使通常不会相遇的宿主与病毒聚集在一起。
冰川融化、冻土解冻,封埋在冰层冻土中的大量微生物,包括细菌、病毒、衣原体、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体等可能会被释放出来,并感染当地的动物。
而在全球变暖作用下,冰川面积缩小,极地面积扩大,极地的动物也扩大了活动范围。这也导致当地动物与冰冻解封的微生物接触并被感染的机会增多,进而可能导致人类感染,引发疾病。而有些疾病还可能是此前人类从未遇到过的。
此外,冰冻微生物解封释放,还有可能造成生态和生物多样性的改变,对地球、生物和人类产生比较长远的影响。
▲这张拼版图片显示的是2012年时的福克斯冰川全貌(左)和2021年4月19日航拍的福克斯冰川(右)。福克斯冰川是新西兰南岛南阿尔卑斯山山脉重要的冰川,由于全球气候变暖,福克斯冰川过去十年大幅退化。图/新华社
苏醒的冰冻病毒感染人类已有先例
实际上,对于极地冰冻微生物解封可能造成的影响,全球相关国家和多领域的科学家正在进行研究。其中,大型的合作研究就有“阿拉斯加泥炭地实验”,主要是研究微生物群落和环境;“下一代生态系统实验——北极”,对矿物丰富的阿拉斯加北坡区域进行研究等。
人们所关注的,首先是冰冻土层的微生物复苏是否会影响人类和其他生物。
全球范围内,冰川的融化速度在过去5年中几乎翻番。北极的永久冻土覆盖地球陆地表面的24%,其中除了有丰富的土壤成分外,还一直掩埋着很多动物、植物和微生物。
过去一个比较引人关注的事件,是冻土中的炭疽杆菌的复活。据英国广播公司(BBC)报道,2016年在西伯利亚位于极圈内的亚马尔半岛冻原上,一个12岁男孩感染炭疽后死亡,另有至少20人入院。
而这次炭疽感染的一个可能性起源是,75年前一头因感染炭疽的驯鹿死亡后,尸体埋进了冻土。其身处的冻土在2016年夏季的高温中融化导致驯鹿的尸体再度暴露,并将炭疽释放进了附近的水和土壤,进入了食物链。
除了炭疽杆菌,人类和世界还有可能要面临因为冻土解冻而复活的其他新微生物和生物。
2021年,在西伯利亚的永久冻土中,研究人员发现了一批约2.4万年前的多细胞无脊椎生物轮虫。令人惊奇的是,这些古老的轮虫在解冻后不仅成功复活,在实验室中还能无性繁殖。
现在的问题是,新的轮虫是否会在自然界中大规模苏醒,以及是否会进行大量繁殖,同时它们大量繁殖后会对人、动物和生态造成何种影响,还无从得知。
▲2018年11月16日,一张打破吉尼斯纪录的世界最大明信片出现在瑞士少女峰下的阿莱奇冰川上,旨在唤起人们对全球气候变化的关注。图/新华社
应对冰冻微生物解封也需未雨绸缪
位于瑞典的斯托达伦沼泽,是北极地区最受关注的研究地点之一。该地区处于永久冻土层融化的前沿,过去10年,多个研究团队利用环境DNA取样技术,已经从其土壤微生物中收集了13000个基因组。
这是一个庞大的微生物群落,跨越了整个微生物的生命树。研究人员还在该地区土壤中发现了1.5万种土壤病毒,其中包括一种新发现的能释放甲烷的古菌。
这些被冰封在冰土中的微生物释放出来后,将如何影响地球,目前还不得而知。但是,一个比较新的视角是,仅仅是能释放甲烷的古菌就有可能对生态环境产生巨大影响。
早在2014年,有研究团队就发现,斯托达伦沼泽中不同的环境具有不同的微生物群落,都能产生甲烷,尽管其产生速度快慢不一。
这些发现至少提供了一种线索,全球变暖导致冻土融化,可能让释放甲烷的古菌更活跃,从而排放更多的甲烷,进一步造成全球变暖。
大量研究提醒人们,全球变暖下的北极冻土融化造成的环境和生态变化是全方位的,对包括人类在内的所有地球生物和环境都有影响。而且,这还会形成一种负面循环——越解冻,冻土中的微生物释放的甲烷越多,越导致气候变暖。
目前来看,尽管极地病毒“溢出风险”到底有多大,尚需进一步调查研究,但对人类来说仍然需要足够的警惕。这也提醒,需要进行更多科研来监控北极地区的环境、生态和气候的变化。
2020年9月,在联合国环境署的牵头下,一个大型研究项目“应对变化的紧急生态系统反应”成立,目标就是深入了解气候变化对微生物的影响和演化,同时进一步了解微生物会发生什么作用。
与此同时,各国政府也需要根据联合国和政府间气候变化专门委员会提出的减碳战略目标采取行动。个人也应做到减少碳足迹。
人类是一个命运共同体,需要大到政府层面、小到个人层面的积极应对与共同保护。只有多方行动,才有可能未雨绸缪,把不测和灾害消解于萌芽。
撰稿 / 张田勘(科普专栏作者)
编辑 / 刘昀昀
校对 / 刘军
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根据周三发表的研究,气候变暖可能使北极的病毒与新环境和宿主接触,增加“病毒外溢”的风险。
病毒需要像人类、动物、植物或真菌这样的宿主来复制和传播,有时它们会跳到一个缺乏免疫力的新宿主上,就像在 COVID-19 大流行期间看到的那样。
加拿大的科学家希望通过检查来自黑森湖北极景观的样本来研究气候变化如何影响溢出风险。
多伦多大学医学生、研究员格雷厄姆科尔比告诉法新社,它是世界上最大的湖泊,完全位于北极圈以北,“真的不同于我去过的任何其他地方”。
该团队对在夏季成为冰川水融化河床的土壤以及湖床本身进行了采样——这需要清除积雪并钻穿两米厚的冰层,即使是在 5 月份进行研究时也是如此。
他们使用绳索和雪地摩托将湖泊沉积物提升到近 300 米(980 英尺)深的水中,然后对样本进行 DNA 和 RNA 测序,这是基因蓝图和生命的信使。
领导这项工作的渥太华大学生物系副教授 Stephane Aris-Brosou 说:“这使我们能够了解给定环境中存在哪些病毒,以及存在哪些潜在宿主。”
但要找出它们跳过宿主的可能性有多大,该团队需要检查每种病毒和宿主家谱的对应物。
“基本上,我们试图做的是测量这些树的相似程度,”该研究的第一作者 Audree Lemieux 说。
类似的谱系表明病毒与其宿主一起进化,但差异表明溢出。
如果一种病毒已经跳过宿主一次,它更有可能再次这样做。
“非常不可预测”
分析发现湖床中的病毒和宿主之间存在明显差异,“这与溢出风险直接相关,”Aris-Brosou 说。
河床的差异不那么明显,研究人员推测这是因为水侵蚀了表土,去除了有机体并限制了病毒与潜在新宿主之间的相互作用。
研究称,随着冰川融化增加的水量沉积了更多的沉积物,这些水反而被冲入湖中,近年来湖水发生了“巨大的变化”。
“这将把通常不会相遇的宿主和病毒聚集在一起,”勒米厄说。
该研究的作者发表在英国皇家学会学报 B:生物科学杂志上,警告说他们既没有预测实际的溢出效应,也没有预测大流行。
“发生戏剧性事件的可能性仍然很低,”勒米厄说。
他们还警告说,需要做更多的工作来澄清病毒和宿主之间的差异需要有多大才能造成严重的溢出风险。
但他们认为,如果新的潜在宿主迁入以前不适宜居住的地区,气候变暖可能会进一步增加风险。
“它可能是任何东西,从蜱虫到蚊子,再到某些动物,再到细菌和病毒本身,”Lemieux 说。
“这真的是不可预测的......溢出本身的影响是非常不可预测的,它可以从良性到真正的大流行。”
该团队希望在该地区进行更多的研究和监督工作,以了解风险。
“显然,我们在过去两年中看到了溢出效应的影响,”Lemieux 说。
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