远古病毒会复活吗

●梦洁 玉琳 编

2020年以来，新冠病毒的肆虐，对全球经济发展和人们身体健康都带来极大危害，科学界开始更加关注和警惕近年来已经在北极冰层里发现的病毒。研究者们认为随着地球永久冻土的融化，一些古老的病毒可能会从冻土中复活，造成远古病毒的大回归，甚至有些病毒为了生存而进化出“超级病毒”……

气候变暖激活病毒传播

由于温室效应导致全球气候变暖，原本覆盖在北极的厚厚的冰层正以惊人的速度融化。北极圈洋流系统和生态系统也随之发生变化，一系列意义深远的影响接踵而至。

根据最新研究，北极圈的气温正快速上升，其上升速度要比地球上其他地区快2至3倍，21世纪或将成为北极地区11.5万年以来最温暖的世纪。北极气温上升正产生蝴蝶效应，使引发病毒和流行病传播的一些因素被激活，病毒危机表现出比以往更复杂的形态。

首先，北极气温升高导致北冰洋冰层和陆上永冻土融化，被困在永冻土下数百万年的远古病毒正“蠢蠢欲动”。

其次，覆盖在北极海洋的冰层不断消融，使得生活在大西洋和太平洋的生物开始融合。在冰层融化前，两大洋的生物被北极厚厚的冰层阻隔，形成了相对独立的基因系统，彼此间都缺乏抵御对方疾病的抗体。而冰川的消失，让这些生活在不同区域，携带不同疾病的海洋生物相遇，不可避免将会导致一些致命疾病的传播。

再次，气候变暖使一些野生动物物种，被迫迁移到以前因过于寒冷而不适宜动物生存的地方。可以想见，世界各地大批候鸟的栖息环境也会因气候变化而变，候鸟的迁徙行为将随之变化，这种变化使得人禽共染病毒有更多的机会得以传播，如多种禽流感。

最后，虽然目前北极地区仍是一片荒凉，深层永冻土层尚可独安一隅，但人类的科研和生产活动已开始在这一区域启动，采矿和钻井作业所需要的挖掘可能让这些古老的冻土层暴露出来，如果那里仍然存在有活力的病毒粒子，将可能带来未知的灾难。

最新研究表明，由于气候变化导致北极海冰融化速度加快，致命的海豹瘟热病毒开始在动物间传播，对海豹、海獭和海狮产生了近乎毁灭性的打击。研究人员通过卫星遥感数据发现，海豹瘟热病毒的传染和暴发高峰与北极海冰的减少相吻合。

数据显示，在2004年和2009年，病毒感染的几率是其他年份的9.2倍，这与当年海冰的消融有关。海冰消融导致极地动物寻找新的栖息地，随着这些动物的迁移及与其他物种的接触，可能会引入和传播新的传染病。随着北极海冰的持续消融，病毒跨越北太平洋和北大西洋传播可能会越来越普遍。研究人员表示，加拿大北极地区的冰川正在以前所未有的速度消融，深藏地下4万年的景观逐渐暴露出来，同时古老的植被和古细菌也得以重见天日。

2020年1月发表的一篇论文指出，美国俄亥俄州立大学的科学家在采集于青藏高原上的冰核样本中发现了古老病毒存在的证据，其中有28种都是从未发现过的新病毒，已经被冰封了一万五千年左右。

其实这种发现也并不少见。

被封存的远古病毒

冰川中最古老的“番茄花叶病毒”

早在1999年，美国科学家在格陵兰岛深达2000米的地下冰芯样品中检测到了“番茄花叶病毒”的影子，由于这种病毒很稳定，它们的基因组在冰层里埋藏了14万年还能被检测到。这也是目前发现的最为古老的病毒基因组痕迹。

立陶宛教堂内的孩童木乃伊身上，发现了古老的天花病毒样本。

“木乃伊”中的“天花病毒”

2004年，一支由法国和俄罗斯科学家组成的考古队在西伯利亚东北部的永久冻土中发掘出几具死于三百多年前的冰冻“木乃伊”。数年后，他们对保存最完好的一具“木乃伊”进行解剖时，发现死者肺部有出血痕迹。鉴于这种症状经常在天花患者身上出现，因此研究人员对其进行了深入研究。结果证实，这具“木乃伊”确实携有天花病毒的基因片段，但这种三百多年前的天花病毒和目前存在的天花病毒类型不同，科学家认为这个流行在17世纪的天花病毒可能是现代天花病毒的祖先。

天花曾是世界上传染性最强的疾病之一，感染天花病毒者全身被脓疱覆盖。所幸的是，这种病毒已于1979年被正式宣布根除。目前，全世界仅有美国和俄罗斯的两个实验室保存有天花病毒样本，病毒样本取自上世纪五十年代的天花患者。

不过，科学家们纷纷对此表示担忧。法国国家科研中心的科学家们警告称，若气候变化导致西伯利亚墓地解冻，这些尸体上携带的天花病毒或将重现人间。因为，永久冻土中的病毒可以生存非常久，而且尸体中的天花病毒实际上处于假死状态，随着全球变暖加速与北极圈内能源开采活动的增加，这些病毒对人类公共安全的威胁也会不断加大。

导致1918大流感的H1N1流感病毒示意图

永久冻土中的“流感病毒”

除了天花病毒，另一个狠角色——流感病毒，在历史上也曾给人类造成沉重的打击。1918年西班牙流感总共导致了约2000万至5000万人死亡，还有数据表明死亡人数可能达到1亿，而当时世界人口还不到20亿。

科学家们从阿拉斯加永久冻土中找到了一具1918年大流感受害者的遗体，并通过现代测序技术从遗体的样本中获得了那株流感病毒的全部基因组序列。通过这些序列信息，美国疾病预防控制中心的科学家在实验室中重新构建了这株病毒，并用这个病毒尝试感染体外培养的细胞和小鼠。实验结果表明，这个病毒对于小鼠的感染能力和致病能力都要强于目前流行的流感病毒。

“潘多拉病毒”是迄今人类发现的最大病毒，可通过普通的显微镜看到，科学家认为该病毒或起源于外星环境中。

源自火星的“潘多拉病毒”

2013年，科学家在智利中海岸河流沉积物表层和澳大利亚墨尔本附近一个淡水池塘底部泥浆中，发现了两种更大的变形虫寄生型巨大病毒，这两株病毒分别被命名为“咸潘多拉病毒”和“甜潘多拉病毒”。其基因组比其它所有已知病毒都要大得多。作为当时地球上被发现的有史以来最大的病毒，直径达1微米，“潘多拉病毒”只有6%的基因与地球上其他生物的基因类似，这让研究人员百思不得其解。研究人员甚至猜测，该病毒来源于远古时代甚至源自其他星球，比如火星，这也是称其为“潘多拉病毒”的原因。

西伯利亚阔口罐病毒

3万年前的“西伯利亚阔口罐病毒”

2014年3月4日，科学家在俄罗斯的西伯利亚冻土层中发现了世界上第三种超大型病毒，足足有1.5微米长，可以在光学显微镜下直接观察到，而其生存的年代正是史前人类尼安德特人灭绝之时的3万多年前，科学家将其命名为“西伯利亚阔口罐病毒”。

研究者采集了一些地下30-40米处的冰层样本带回实验室。用阿米巴虫作为“诱饵”，想看看冰水里面是否含有能够感染阿米巴虫的病毒。因为，如果阿米巴虫被感染，就说明冰层里面的病毒能够“复活”。在实验中，科学家把活的阿米巴虫放入融化之后的冰水里，没过多久里面的一些阿米巴虫就出现了异常甚至死亡。科学家在这些阿米巴虫的体内发现了一些像橄榄球一样的瘦长型颗粒。

起初，专家以为它只是“潘多拉病毒”的一个变种，但在深入分析后才发现，除了外形与“潘多拉病毒”接近，两者几乎毫无共同点，这是一种全新的病毒。要命的是，“西伯利亚阔口罐病毒”居然还具有复制及感染能力。它会在宿主细胞质中完成自我复制，而不是像其他病毒那样“接管”细胞核。不过研究人员表示，这种病毒对人和其他哺乳动物无害，它的目标仅仅是阿米巴原虫而已。

炭疽杆菌

威胁人类的“炭疽杆菌”

科学家还发现永冻土内的病菌已经开始威胁人类。2016年夏天，西伯利亚亚马尔半岛上的一群驯鹿和游牧民患上一种神秘的疾病。有关“西伯利亚瘟疫”的谣言一度甚嚣尘上。实际上，这种神秘疾病上一次出现在该地区还是1941年。当时一个小男孩和一群驯鹿死亡后被确诊罹患炭疽热。病源是一具解冻的驯鹿尸体，而这头驯鹿死于多年前的炭疽热疫情。因此，科学家认为，是气候变暖促使永冻土层解冻，以致在此地区消失了75年的炭疽杆菌又卷土重来。

古老病毒的顽强和脆弱

科学家在破解地球极地病毒的研究中取得了多方面的突破：一是对埋藏在冰冻层中的病毒和细菌进行了复活实验；二是检验了一些病毒寄主或被感染对象；三是正在成功破解一些病毒的基因片段。

一些古老细菌和病毒正在实验室里复活。例如在美国国家航空航天局（NASA）2005年进行的一项研究中，科学家成功地将被封存在阿拉斯加州一个冰冻池塘中长达3.2万年的细菌复活，这是一种被称为肉芽孢杆菌的微生物。两年后，科学家又成功复活了800万年前的细菌，这些细菌在南极一处冰川的冰层中休眠。在同一研究中，从10万年前的冰层中采集到的细菌也被复活。

这头冰冻的长毛猛犸象遗体是在俄罗斯西伯利亚永久冻土地带被发现的，距今约有39000年历史。

2014年，法国的一项研究将一种存在于永冻土层中3万年的病毒带回实验室，重新加热后，病毒迅速复活。足以证明微生物的生存能力之强。

2018年，俄罗斯和美国研究人员解冻了西伯利亚的永冻土样品，并成功让其中两条冰封了3万年以上的线虫复活。他们的发现第一次提供证据表明，多细胞生命体在永冻土的极寒环境中长期休眠后，仍能够恢复生机。

气候变化正在融化越来越多的永久冻土。一般情况下，每年夏季浅层冻土会融化约50厘米。但随着全球变暖，更深的永久冻土正逐渐暴露出来，就像剥洋葱般由外向内层层融化。随着冻土层的融化，原来处于休眠状态的古老病毒和细菌，正在温暖的环境中恢复生命力。

很显然，永久冻土是病毒天然的保存箱，“因为里面温度很低，不含氧气，且处于黑暗中。下层永冻土中可能仍保存着能感染人类或动物的病毒，包括过去曾引发全球性传染病的致病性病毒。”法国艾克斯·马赛大学的进化生物学家简-米歇尔·克拉弗维指出。

佛罗里达大学微生物学家布伦特·克里斯特纳则警示人们，永久冻土并不是保存病原体的唯一潜在源头，融化的冰川也可能使那些“囚禁”微生物或病毒的储存库得以释放。

然而，科学家表示，尽管如此，也不用对冰封的古老病毒太过担心，因为目前已发现的古老病毒大多数并不会感染人类。

例如，“番茄花叶病毒”的寄主范围很广，能传染36科200多种植物，但不会对人类造成威胁；“西伯利亚阔口罐病毒”虽是一种全新的病毒，具有复制及感染力，会在宿主细胞质中完成自我复制，但并不像其他病毒那样能“接管”细胞核，对人和其他哺乳动物无害。

未来，病毒复活会威胁人类吗？

至于那些被冰冻的、携带传染性病毒的尸体，是否会在重见天日后为祸人间？也许答案是否定的。2005年，科学家从阿拉斯加和挪威长期冰冻的坟墓中挖掘出流感死难者的尸体，分离出病毒中的遗传物质，并成功对该病毒的整个基因组进行了排序。结果发现，所有病毒片段都损坏严重，无法再感染其他宿主。到目前为止，还没有确凿证据表明北极冰冻的病原体对人类构成重大威胁。

这是为什么呢？因为，虽然在合适的条件下，一些人类病原体确实能在被长期冷冻后复活。但这通常是在稳定的、被严密监控的实验室环境中完成的。另外，被困在永冻层中的尸体，可能会经历湿度和温度的剧烈波动，就像它们周围的环境一样。

永冻层的最上层，被称为“活跃层”，往往在全年的季节循环中反复经历解冻和再冻结。随着气候变化使北极温度升高，活跃层在地表以下越来越深地延伸。这一过程，使被长期埋藏的物体从逐渐变软的土地上冒出来。

威尔士的阿伯里斯特威斯大学的北极微生物学专家阿尔文·爱德华兹说，人类病原体的问题在于，它们在这种不稳定的环境下表现不佳。随着时间的推移，解冻和冻结的循环会杀死细菌，分解病毒。

尽管科学家的研究表明，迄今所发现的病毒类型和复活的微生物大多数不会威胁人类安全，但是，类似炭疽对人体直接有害的病毒难道不会再出现吗？

中美科学家在青藏高原发现了32种史前病毒，并从中辨识出4组已知病毒的DNA，但令人惊讶的是，另外28组病毒DNA是从未见过的，没有已知病毒样本与之匹配，况且这些发现还只是冰山一角。

一个不争的事实是，随着地球永冻土的融化，一些古老的病毒可能会从冻土中复活，造成远古病毒的大回归，甚至有些病毒会为了生存而进化出“超级病毒”。到那时，它们对人类会构成何种威胁则难以预测。

像西班牙流感、天花或鼠疫等已经被消灭或控制的疾病可能会被冻结在永冻土中，谁也无法预知它们又将在何时再次被释放出来。确实，对1918年流感的调查给了人们一个教训：被感染病毒的人体从冰层中融化后，可能会释放出现代社会无法应对的病原体。

控制气候变化和进一步升温，切实保护好北极冰冻层是至关重要的。将病毒永久封存在冰层里，是人类的最大期许，而实现这一点需要人们做出极大的努力，特别是改变生产方式和人类行为，减少化石燃料的开采和使用，降低碳、甲烷等温室气体的排放。

南极Limnopolar湖中检出的多种病毒在电子显微镜下的照片，上排为不同类型的噬菌体病毒。