全球變暖也許會打開人類意識的錯誤

人類在任何時候都不能掉以輕心，因為生命是脆弱的。也許一個小細節就會讓人類滅絕。比如外來天體的撞擊，地球環境的改變，超級細菌的入侵……今天我們來討論一下北極凍土之下的遠古病菌。看似風馬牛不相及，但全球變暖或者病原體被發掘出來，也許是人類的滅絕之日。早在今年初，美國宇航局的科學家們宣布他們在一個墨西哥境內的礦井中發現了年齡已經5萬~10萬年的古老微生物。所以這樣的理論也許不是危言聳聽。

遷徙的馴鹿

挪威斯瓦爾巴群島上的凍土層景觀

據英國廣播公司(BBC)報道，自從人類誕生的那一刻起，細菌和病毒便如影隨形。從黑死病到天花，人類已經進化出抵抗這些病菌的能力，而相應的，這些病菌也逐漸演化出了侵襲人體的新途徑。

自從英國醫生弗萊明發現青黴素以來，抗生素誕生已經超過一個世紀了。作為對抗手段，病菌逐漸進化出了耐藥性。這場戰鬥沒有終點：由於我們與這些病菌共同相處了這麼長的時間，兩者幾乎已經難以分開了，這是某種意義上的天然困境。

但是，請想像一下，如果我們突然被暴露在某種數千年來我們從未遭遇過的致命細菌或病毒面前，將會發生什麼?

冰雪下的「潘多拉魔盒」?

炭疽桿菌的孢子能夠存活數十年之久

在南極的冰封之中，科學家們發現了休眠上百萬年的細菌

這樣一個假設情況或許很快就將變為現實了。全球氣候變化正在造成數千年來一直處於冷凍狀態的凍土層開始消融，而隨著凍土層逐漸消融，一些休眠數千年的古老病毒和細菌開始蘇醒。

在2016年8月，在俄羅斯位於北極圈內亞馬爾半島上的荒涼一隅，一個當地的12歲男孩由於感染炭疽而死，在其周圍還有大約20名居民也受到了嚴重感染而不得不住院治療。

研究人員推斷，在大約75年前，當地曾經有馴鹿因為感染了炭疽而死，死後它的屍體就被冷凍在了當地寒冷的凍土層之中。這種情況一直持續，直到2016年夏季的一場罕見熱浪襲擊了這裡，終於導致這裡的永凍土層開始消融。

這樣的結果是馴鹿的屍體逐漸暴露出來，並向周圍的土壤和水體中釋放出致病的炭疽病菌並最終進入食物鏈。其後果是附近超過2000頭馴鹿感染炭疽病，隨後便引發了人類的感染。現在科學家們非常擔心的是，這樣的情況以後或許會越來越常見。

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厘米以內的凍土層是每年都會融化的。但現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期內保持存活的理想環境條件，有的甚至能夠挨過數百萬年時間。這就意味著永凍土的消融有可能相當於打開了一個潘多拉魔盒，後果難以預料。

北極圈內地區的溫度正在快速上升，其速度相比其他地區要快3倍以上。隨著冰和永凍土層快速消融，可能將會有更多的治病病菌被釋放出來。

法國艾克斯-馬賽大學的進化生物學家讓-米歇爾·克萊瓦里(Jean-Michel Claverie)表示：「永凍土是細菌和病毒的理想保存環境，因為那裡溫度很低，沒有氧氣，也幾乎沒有陽光。」他說：「能夠感染人類或動物的致病病毒或許就被封凍在那裡，其中甚至有可能隱藏著曾經引發全球性感染的惡性病菌。」

僅僅在20世紀早期，就有超過100萬頭馴鹿被確認死於炭疽熱。由於在凍土地區挖掘深坑比較困難，因此大部分這些屍體都是掩埋在比較淺表層的地方，在整個俄羅斯北極地區零星分布著超過7000處這樣的掩埋地點。

瘟疫病菌捲土重來?

但更加令人擔憂的還並非這些屍體，而是在永凍土下方還有可能隱藏著什麼?

數百年來，不斷有人類和動物的遺體被埋葬在這一地區，因此完全有可能未來會有其他致病菌被釋放出來。比如說，科學家們發現在阿拉斯加的凍土內挖掘出的屍體中還能分離出完好無損的，曾經橫掃歐洲的1918年西班牙流感病毒。而當年死於天花和黑死病的屍體同樣就掩埋在西伯利亞。

2011年的一項研究中，科學家們寫道：「作為永凍土層消融的後果之一，我們在18世紀和19世紀曾經經歷過的那些噩夢般的疾病將有可能會捲土重來，尤其是在那些曾經大量掩埋了當年那些死者的墓地附近地區。」

比如說，在1890年代，西伯利亞地區曾經爆發天花流行性感染。有一個小鎮人口減少了超過40%。這些人的遺體就被就地掩埋在科雷馬河河岸的永凍土層下。120年後，科雷馬河發生的洪水開始侵蝕河岸，這裡的永凍土層開始加速融化。

在一項開始於1990年代的研究項目中，來自俄羅斯新西伯利亞國家病毒學與生物技術研究中心的科學家們對西伯利亞南部地區發掘出土的石器時代遺體進行了研究，他們同時也對19世紀瘟疫大流行期間死去，並被掩埋在俄羅斯的凍土層之下的一名男性遺體身上提取的樣本進行分析。

分析結果顯示這兩具遺體身上都發現了符合天花病灶的傷痕。儘管分析過程中並未發現實際的天花病毒，但科學家們的確檢測到這種病毒的殘留DNA片段。

有一點是毫無疑問的，這並非首次有冰封之下的細菌和病毒重見天日的案例。

在2005年的一項研究中，美國宇航局的科學家們成功地從一個阿拉斯加州境內的冰湖內提取到已經在冰雪之中被封存了超過32000年的古老細菌。這種微生物名為「肉芽孢桿菌」，這些細菌從更新世以來便一直被冰封在冰雪之中，當時的地球表面還有猛獁象在到處遊盪。而一旦冰雪融化，這些細菌便再一次被釋放出來，活躍如初，冰凍歷史似乎對其毫無影響。

兩年之後，科學家們又成功地復甦了一類已經在冰雪之中被封存了超過800萬年的細菌，地點是在南極洲的一個山谷里。在同一項研究中，科學家們還在南極提取到在冰雪中休眠超過10萬年的細菌菌株。

巨型病毒的威脅

擬菌病毒，一種體型巨大的病毒種類

然而，並非所有微生物都有這樣的能力，能夠在被封存於永凍土層如此長久的時間之後還能滿血復活。炭疽桿菌之所以能夠忍受這樣的長期冰封狀態是因為其能夠變為孢子狀態，這種狀態下的病菌極其頑強，能夠忍受超過一個世紀的冰凍狀態。

其他還有很多種細菌也同樣能夠形成孢子，從而耐受長期的極端環境，比如破傷風梭菌和肉毒桿菌，後者是肉毒桿菌中毒的元兇。這是一種罕見的疾病，能夠導致癱瘓，有時甚至是致命的。有一些種類的真菌同樣也可以忍受長時間的冰凍環境，病毒也是一樣。

在2014年的一項研究中，一個由克萊瓦里博士領銜的研究組從西伯利亞的永凍土層中成功提取到已經被冰封超過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」，這是因為它們與一般意義上的病毒很不一樣，它們的體型相當龐大，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)被發現的。

在被從永凍土中發掘出來之後，這種病毒迅速恢復了傳染性。但幸運的是，這種病毒只能感染單細胞的阿米巴蟲。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，能夠在冰雪消融之後迅速恢復對人體的感染能力。

更有甚者，全球變暖並不需要直接通過永凍土層的消融來對人類生存產生威脅：由於北冰洋海冰大量融化，西伯利亞北部從海上登陸變得相比以往更加便利。於是工業活動便開始逐漸向這一地區擴張——金礦和其他礦產的開採行為與日俱增，追逐石油和天然氣資源的油氣集團也在這裡掙的盆滿缽滿。

克萊瓦里表示：「在目前階段，這裡的大部分地區都還尚處於未開發階段，深層的永凍土層也還尚未遭到影響。但是隨著未來鑽探和採礦行動的持續進行，這些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菌，那麼它們將有機會蘇醒並擴散開來。」

在這樣設想的情景中，巨型病毒尤其值得警惕。克萊瓦里指出：「大部分病毒只要離開了宿主細胞很快就會失活，由於光照、脫水或生物化學降解作用，病毒將逐漸喪失活性和感染能力。比如說，如果它們的DNA遭到無法修復的破壞，那麼這種病毒也就失去了感染人體的能力。然而，在所有已知的病毒種類中，巨型病毒一般都是比較頑強的，幾乎很難被自然環境破壞。」

來自我們先祖的陰影?

尼安德塔人曾經生活在西伯利亞地區

克萊瓦里指出，最初抵達北極地區的人類身上所攜帶的病毒將再次浮現出來。我們甚至有可能將首次面對來自早已滅絕的其他人類祖先近親曾經所感染的病毒種類，比如尼安德塔人和丹尼索瓦人。這兩種已經滅絕的古人類近親都曾經生活在西伯利亞地區。考古學家們已經在俄羅斯北極地區發現了距今3萬~4萬年左右的尼安德塔人遺骸。而我們的祖先也早在數千年前就抵達了這裡，在這裡生活，患病並死去，他們的遺骸被就地掩埋在這裡廣袤的凍土層之下。

克萊瓦里說：「我們將有可能遭遇曾經感染過尼安德塔人的病毒種類表明，我們以前常說的，我們將某種病毒從地球上『根除』這樣的說法其實很有可能是不夠準確的，這樣的說法很容易造成某種虛假的安全感。這也是為何我們必須保留針對這些病菌的疫苗儲備，很簡單，就是以防萬一。」

自從2014年以來，克萊瓦里一直在對採集自北極地區永凍土層中的DNA物質進行檢索分析，從中搜尋任何可能與感染人體有關的細菌或病毒相關的遺傳物質信息。他的研究組到目前為止已經發現了很多種可能對人體有害的細菌。

克萊瓦里的團隊在樣本中發現了似乎來自病毒的DNA片段，其中包括意思皰疹病毒。但到目前為止他們還尚未發現任何與天花病毒有關的遺傳物質線索。當然出於顯而易見的原因，目前團隊還尚不打算復甦其中的任何一種病毒或細菌。

現在看來，人類看似已經消滅的病原體仍然有可能從其它地方東山再起，並且並非僅僅是在冰層或永凍土層里。

天然抗藥性

墨西哥奈卡晶洞內的大量晶體

墨西哥境內另一處洞穴深處巨大的石膏晶體

在2017年2月，美國宇航局的科學家們宣布他們在一個墨西哥境內的礦井中發現了年齡已經5萬~10萬年的古老微生物。

這種細菌被發現的地方被稱為「奈卡水晶洞」，這是墨西哥北部的一處礦洞的一部分。這個水晶洞里有大量巨大的石膏晶體，這些晶體是在長達數十萬年的時間裡逐漸生長形成的。

而美國宇航局的科學家們所發現的那些細菌正是被困在了這些晶體內部微小的液泡里無法脫身，而儘管已經被困數萬年之久，但一旦被取出之後，這些細菌便幾乎立即恢復了活力，開始生長繁殖了。從遺傳信息來看這種細菌是非常特殊的，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這一點。

甚至科學家們還發現了更加古老的細菌，地點是在墨西哥境內1000英尺(約合300米)的地下深處洞穴中。這裡生活的這些細菌已經有超過400萬年沒有見到過天日了。

在這樣的深邃洞穴里，基本是與外界隔絕的，地面上的水要下滲到這樣的深度，從而抵達這些洞穴，中間將需要經過超過1萬年的時間。

但即便如此，這些細菌不知怎的竟然發展出了能夠對抗18種抗生素的能力，包括一些被認為是人類對抗感染的「終極藥物」。在2016年12月發布的一項研究報告中，研究人員發現一種名為「Paenibacillus sp。 LC231」的細菌竟然能夠有效抗擊超過70%的人類現有抗生素藥物，並且能夠讓其中的大部分藥物完全失效。

好在由於這些細菌長期被困地下深處，它們沒有機會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化出來的。參與這項研究的科學家們相信，這些細菌當然本身並不會對人類健康構成傷害，但它們所表現出的這種奇特的抗藥性則應該是自然進化過程中產生出來的結果。這就意味著對抗抗生素的能力可能已經在自然界中早已存在了數百萬乃至數十億年之久了，對於自然界而言，這種能力並非新鮮事物。

很顯然的，這樣古老的對抗抗生素的能力並非在現代臨床治療中由於濫用抗生素而導致的細菌耐藥性後果，對於醫學工作者而言，這並非一個好消息。

之所以這樣說，原因是顯而易見的，因為一般情況下，我們對於某些種類的真菌以及很大一部分的細菌所具備抗藥性的認識，是認為它們發展出這種能力是為了取得對人類使用抗生素的相對競爭優勢。這也是英國醫生弗萊明最初發明抗生素時所意識到的：他的培養皿中的一些細菌在遭受一種黴菌的污染後出現死亡，原因正是後者能夠分泌某種抗生素成分。

生存本能的產物

西伯利亞永凍土分布區的苔原景觀

在地下深處的洞穴中，由於食物匱乏，有機體要想生存下去，就必須變得「殘酷無情」。因此，類似前面所提到的「Paenibacillus」這樣的細菌便進化出了抗擊抗生素作用的能力，從而避免被類似青黴菌那樣能夠分泌抗生素的對手消滅的命運。

這或許也能夠解釋為何這種細菌對抗抗生素的能力似乎只針對那些能夠在自然界，由細菌或真菌所產生的抗生素，而不包括人類人工合成，而在自然界中並不存在的抗生素類型，當然前者就佔到了目前我們人類社會所使用抗生素種類的99.9%。由於這些細菌從未遭遇過人類合成的人工抗生素，因此當然也就不具備對抗能力。

這項研究的第一作者，美國俄亥俄州阿克倫大學微生物學家哈澤爾·巴頓(Hazel Barton)表示：「我們以及其他同事們所開展的工作表明，對抗抗生素的能力並非新鮮事物。我們所發現的微生物已經與地面生物圈之間相互隔絕長達400~700萬年，但是他們所發展出的對抗抗生素的能力在基因層面上分析基本是與地面上生物所發展出的類似能力基本一致的。這就意味著這些基因是非常古老的，至少在400~700萬年前就已經出現了，而與人類使用抗生素的歷史沒有多大關聯。」

儘管Paenibacillus本身對於人類並無危害，但理論上說，它可能會把自己抗擊抗生素的能力擴散給其他致病菌。然而，由於它們被困在超過400深的地下，因此這種可能性比較低。

不過，科學家們認為自然界具備天然對抗抗生素能力的細菌很有可能是非常常見的，比如很多倍冰封在北極永凍土層內的某些細菌或許就有這樣的能力。而似乎是對這一想法的確認，在2011年的一項研究中，科學家們在俄羅斯與加拿大之間的白令海峽地區凍土層中的細菌體內檢測到一些DNA片段，時間距今超過3萬年之久。在這些遺傳信息中，科學家們發現其具有對抗β-內醯胺、四環素以及糖肽類抗生素的能力。

我們該怎麼辦?

中國西藏地區的永凍土層

那麼我們究竟是否應該對這種情況感到憂慮呢?

一種意見是認為來自這類永凍土致病菌的威脅基本上是不可預知的，因此我們不應對此太過憂慮。相反，我們更應該將注意力集中到那些更為明確的威脅上，比如全球變暖等課題，可以預見的是，隨著全球變暖的持續發展，一些高緯度地區的國家或地區將越來越多出現更溫暖地區常見的疾病，比如瘧疾、霍亂和登革熱。因為這些致病菌喜歡在更加溫暖的環境中生長傳染。

而另外一種針鋒相對的觀點則認為，正是由於我們難以對這種來自凍土致病菌的威脅大小程度進行量化分析，我們才更加應該倍加謹慎小心。

克萊瓦里表示：「根據我們以及其他人的研究，現在已經可以確定的是，遠古致病菌的復甦和對人類的感染並非絕無可能。至於這樣的可能性有多高難以具體計算，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菌，也有可能是具有對抗抗生素能力的耐葯菌，也或許是病毒。如果某種病原體在很長一段時間內沒有與人類接觸，那麼我們的免疫系統對此將是陌生的，沒有準備的，而這樣的情況將會十分危險。」

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