北极融化的永久冻土之下潜伏着什么?从空中来看,格陵兰岛海岸显得广阔而平静,这里有数百个海湾,“分割”了格陵兰岛,海湾表面能够镜面映射蓝天白云和云层底部,岛上草地分布着高山矮杨柳和褐色青苔,肥沃的湿地土壤从岛屿内部冰原边缘延伸至海洋悬崖,曾经这里的土壤生长着茂盛的蕨类植物和成片的草原,目前这里经历了长达35000年的严寒冰冻。尽管该区域被命名为永久冻土带,但并非永久或者完全被冻结,每年冬季,北极海域结冰,岛屿上的土壤被冰冻,之后经过漫长的夏季,冰层逐渐融化,永久冻土带也部分解冻。
令人不安的威胁正在苏醒
美国《大西洋月刊》专栏作家罗宾逊·梅耶来到了神秘的格陵兰岛,因为近年格陵兰岛的土壤变得逐渐松软,一些令人不安的威胁正在逐渐苏醒。
近年来,在全球气候转暖的趋势下,夏季变得更长,冬季变得更温暖,季节变换失去了原有的对称性。生物学家称永久冻土层是“活土层”——部分土壤里能够存活微生物和其它形式的生命,目前活土层进一步向地下深处延伸,并且向北部延伸,其存在时间已有数万年。
近期活性永久冻土带充满了一些“陈旧物质”:枯死植物、死亡动物、被灰尘和积雪掩埋和重复掩埋的苔藓。长期以来,在冰冻的环境下这些物质减缓腐烂分解进程,但它们最终会腐烂,并释放气体进入大气层,加剧全球气候转暖速度。
同时,这些物质充满了病原体:细菌和病毒长期被冰霜冻结固定。研究人员警告称,许多病原体可能幸存于缓慢的融解过程,如果是这样的话,它们很可能会再次感染人类。
“微生物猎人”发现巨型细菌
让·米歇尔·克拉维莱和香塔尔·阿比盖尔是法国马赛大学两位资深微生物学教授,他们从事多年病毒研究工作,同时,他们也是一对夫妻,自21世纪之交以来,他们是全球最著名的两位“微生物猎人”。2002年,当他们在马赛大学实验室研究军团菌病时,发现迄今史上最大的细菌——拟菌病毒,这种细菌非常大,可以在显微镜下观察到。
克拉维莱夫妇共发现了四种“怪兽级”细菌,其体积是2000年之前科学界所发现任何细菌的数倍。这四种细菌是在一些特殊环境下发现的:除拟菌病毒之外,第一种细菌发现于澳大利亚浅湖;第二种发现在智利海边一桶海水中;第三种是在女性隐形眼镜上发现的。
所有这些大型病毒都感染了变形虫,而不是人类,它们并未对我们构成传染性威胁。
令克拉维莱夫妇吃惊的是,他们并未想到“怪兽级”细菌会潜伏在永久冻土带。
案例
西伯利亚去年爆发炭疽热
2016年夏季,西伯利亚爆发炭疽热,导致数十名成年人和一位儿童死亡,疫情暴发主要原因可能是西伯利亚地区今年异常炎热,导致先前封锁在冻土下的炭疽杆菌被释放出来。病毒载体被认为源自1941年一头死亡驯鹿的解冻腐烂尸体。
连线
能在冰芯中存活3万年的病毒粒子
2013年,克拉维莱阅读了一个俄罗斯研究小组的研究报告,报告中发现潜伏在永久冻土层深处的一种神秘种子,这种水果种子掩埋在地下38米之下,大约在零下6.7摄氏度的条件下度过了数千年时间。在冷暖季节交替时从未解冻过,然而一旦将其解冻,并放在花盆之中,它会萌发出蜡状小芽和娇嫩的白花。
克拉维莱联系了这个俄罗斯研究小组,拿到了冰冻样本。他们观察发现一种病毒出现在他们的取景器中:西伯利亚阔口罐病毒,这是一种体形较大的卵状病毒,能够在冰芯中冰冻存活3万年时间。同时,这是迄今发现最大的病毒粒子。
克拉维莱说:“我们试图隔离变形虫病毒,却不知道它们是一种大型病毒,并且是一种未知、完全不同类型的病毒。实验证明我们在永久冻土层中发现一种十分反常的病毒,它非常奇特!”
他们发现的这种病毒对人类不会构成威胁,但是人类病原体也能幸存于永久冻土层的冻融条件。
一支加拿大科学家研究小组近期发现一种细菌——类芽孢杆菌,它们发现于新墨西哥州的一个洞穴,已封存了400多万年时间。虽然它们对人类不会构成危害,但是这种远古细菌对多数临床抗生素具有耐药性,其中包括多数最新研制和最具治疗效果的抗生素。这项发现表明,细菌可以幸存于最特殊、最偏远的环境。■综合新浪科技、知乎