星球科學(xué)評論

多年凍土融化。地球觀測衛(wèi)星于2018年8月27日拍攝的西伯利亞的亞馬爾半島永久凍土融化后形成的池塘

當(dāng)最后一根鉆桿從冰層里取出時，科學(xué)家們也不知道，自己將要開啟一個怎樣的“時間膠囊”。2015年9月，中美俄意秘五國科學(xué)家到達(dá)昆侖山古里雅冰川，這是中國科學(xué)院青藏高原研究所與美國俄亥俄州立大學(xué)共同開展的一次綜合科考活動，目的是通過鉆取冰川深部冰芯研究古代環(huán)境特征。

冰川是降雪落到地面后無法融化、逐漸堆積壓實(shí)形成的冰體。在蓬松的積雪轉(zhuǎn)變?yōu)楸倪^程里，也會將一些空氣、塵埃以及雪與物體表面的各種物質(zhì)凍結(jié)起來。隨著冰川越積越厚，它便成為保存古代大氣和冰面物質(zhì)的“時間膠囊”。

科學(xué)家在避免外界污染的前提下融化采集到的冰芯樣本，就可以推開一扇了解過去的窗戶。近幾年，通過對2015年所采集冰芯進(jìn)行的研究，人們陸續(xù)發(fā)布了一些取得的新認(rèn)識，其中一項(xiàng)便于2020年1月7日發(fā)布在BioRxiv論文預(yù)印本網(wǎng)站。研究者在嚴(yán)格消毒的環(huán)境下，從距今15000～520年的冰芯里分離出了較豐富的微生物——包括18種細(xì)菌和33種病毒，其中29種病毒是人類之前從未遇見過的種類。

“未知古老病毒”這幾個字眼很容易挑動人們的神經(jīng)。人們會擔(dān)心這些病毒是否危險，會不會對人產(chǎn)生危害，這樣的現(xiàn)象是否罕見，是否意味著什么可怕的事情。

那么，我們真的需要擔(dān)心嗎？說實(shí)話，其實(shí)不太需要。

01冰川里有很多微生物

在人類眼中，冰川往往意味著嚴(yán)寒、生存環(huán)境惡劣、缺少生機(jī)……除了壯美之外，似乎都是一些不太好的印象。冰川的世界里缺少其他有生機(jī)的色彩，散落的泥沙石塊也無法喂飽動物。即使是在南北兩極，企鵝和北極熊等動物實(shí)際，上依賴海洋生存，遼闊冰原僅僅是它們落腳、繁殖和休憩的場所。

在山地冰川，這種荒蕪感被襯托得更加強(qiáng)烈，即使偶爾有動物經(jīng)過，也是來去匆匆。即使是未端已延伸到林木線以下的四川貢嘎山海螺溝冰川，冰體表面同樣了無生氣。

但眼見不一定為實(shí)。在世界各地，研究者都曾經(jīng)在不同的冰川表面提取到豐富的微生物，包括藻類、真菌、細(xì)菌、古菌、放線菌和病毒。它們對低溫環(huán)境和強(qiáng)紫外線有超強(qiáng)的耐受力，在冰雪世界中書寫著各自的傳奇。

例如一些報道提到，一種叫作雪藻的微生物正在南極冰原蓬勃生長，它們聚集成片，將冰雪染上血一般的顏色。這是一種單細(xì)胞綠藻類植物，廣泛分布在南北兩極冰蓋和地球上其他的高山冰雪區(qū)，在阿拉斯加山脈和阿爾卑斯山脈的冰川上，青藏高原的腹地，甚至終年積雪的富土山頂都有分布。每當(dāng)夏季到來，雪藻會呈現(xiàn)出明顯的紅色或粉紅色，而到了秋末至初春，又會轉(zhuǎn)為淡淡的綠色。

雪藻為龐大的冰凍圈生態(tài)系統(tǒng)提供了物質(zhì)保障。在這里，光合作用維系著一個十分活躍的微生物世界，生物繁盛度遠(yuǎn)超你的想象。風(fēng)也為這個生態(tài)系統(tǒng)提供了幫助，不僅為冰面帶來灰塵和有機(jī)物，給這里的微生物添加微量元素和意外的“零食”，還能幫助這些微生物乘風(fēng)而去，跨越群山的阻隔扎根四方。

除了藻類，人們在兩極的地表、冰層和湖泊中也檢出了其他微生物，例如病毒。在南極的季節(jié)性湖泊Limnopolar湖中便存在著各式各樣的病毒，它們中的大部分都是多種噬菌體。

細(xì)菌和真菌等微生物消耗著藻類制造的有機(jī)物，而病毒又把各種細(xì)胞微生物作為“劫持目標(biāo)”，被病毒殺死的細(xì)胞生物則歸于塵土，將養(yǎng)分歸還自然。生存與死亡，合成與分解，就在這些不起眼的冰凍圈微生物中周而復(fù)始地上演。

由于基數(shù)龐大，很多微生物有機(jī)會被冰雪埋藏，隱匿于冰下世界，并且憑借優(yōu)秀的適應(yīng)性，長久存活。

在阿爾卑斯山，人們在“冰人奧茨”遺留的草鞋里發(fā)現(xiàn)了兩種真菌和一種放線菌。有觀點(diǎn)認(rèn)為，這些微生物可以排除來自后期污染的可能，是存活了5300年的古老微生物。冰人奧茨被發(fā)現(xiàn)時有一半軀體暴露在冰雪之上，人們認(rèn)為他原先死在更高的山頂，被冰雪掩埋后才隨著冰川運(yùn)動轉(zhuǎn)移到了今天被發(fā)現(xiàn)的地點(diǎn)。

在北極的格陵蘭島，人們從冰齡為14萬年的冰芯里發(fā)現(xiàn)了屬于番茄一煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，被視為從遠(yuǎn)方吹來的病毒。

在南極，科學(xué)家們在著名的Vostok湖上方鉆井，取出了長達(dá)3623米（底部冰齡42萬年）的冰芯。在冰芯的1500～2750米（冰齡2.4萬～11萬年）處檢測出大量細(xì)胞微生物及病毒樣顆粒，而冰芯底部蘊(yùn)含的微生物，也被視為Vostok湖水中存在微生物生態(tài)系統(tǒng)的證據(jù)。

雖然這些包括病毒在內(nèi)的微生物被封存在古老的冰層里，但有趣的是，這些病毒實(shí)際上離我們并不遙遠(yuǎn)一因?yàn)楣爬系谋鶎?，其?shí)挺常見的。

02冰川微生物從不曾遠(yuǎn)離

在自身巨大重量的拖拽下，冰體會以肉眼可見的速度流動。全球冰川特性不同，流速有快有慢。在降水量小的祁連山腳下，運(yùn)動不活躍的大陸性冰川——七一冰川，于2013年測得的平均流速為每年7米，流速最快的部位能達(dá)到每年12米。而文章開頭提到的海螺溝冰川是更加活躍的海洋性冰川，當(dāng)?shù)亟邓看?，冰雪積累快，冰體流動速度可達(dá)每天0.3～2米，是前者的數(shù)百倍。

這也是人們將冰川稱作“川”的原因：川者，河也。古老的冰體以這樣的方式實(shí)現(xiàn)新陳代謝。

冰川一邊積累一邊流動。理論上，年齡古老的冰塊通常出現(xiàn)在冰川底部，而實(shí)際上，它們中的一部分確實(shí)會殘留在冰川底部，但多數(shù)會隨著冰川的流動去向冰川末端。隨著海拔降低，溫度升高，古老的冰川末端會逐漸進(jìn)入溫暖的區(qū)域，最終融化。

以古里雅冰川為例，人們在冰舌邊緣的底部采集樣品，測得冰體年齡范圍為距今7.4萬～1.5萬年。盡管這一數(shù)據(jù)比以往通過冰芯獲取的數(shù)據(jù)低一個數(shù)量級，表明人們需要對該冰川進(jìn)行更多的測年研究，但也足以說明，古老的冰川冰距離我們并不遙遠(yuǎn)。

若從冰層形成的角度考慮，冰川也像是個“時光機(jī)器”。以七一冰川為例，它全長僅3000米左右，在這個長度上，一塊冰從形成于最高處到流動至最低處，需要耗費(fèi)400多年的時間。理論上，我們大概可以在這條冰川的末端或者底部的某處，找到明代降下的“雪花”和埋藏于那時的微生物——假如它們還活著。如果不是因?yàn)楫?dāng)代全球變暖加速了冰川的流動和消融，雪線不斷后退，這個時間其實(shí)可以更靠前。

古往今來，不知有多少微生物，在被冰封了或長或短的時間后，重新匯入冰川融水，流淌在冰川未端的冰磧物間，流向更遙遠(yuǎn)的江河湖海，成為地球生態(tài)系統(tǒng)中永不停歇的一環(huán)。它們的后代則在冰川表面持續(xù)演化，隨時都會匯入冰川融水，進(jìn)入人類世界，與人相伴相生。

那些生活在冰川腳下的人們，也早已在漫長的歷史進(jìn)程中，逐漸適應(yīng)了這些微生物。如果真的存在毒性極強(qiáng)的病原體，人們也早就無法靠近這些冰川了。

兩極冰蓋的情形略有不同。雖然冰蓋也存在從中心向四周、從高處向低處的緩慢流動，也在一定程度上保持著新老冰層的“代謝”，但由于冰蓋年代久遠(yuǎn)且厚度巨大，在它由小變大、由薄變厚的生長過程中，范圍較小的古代冰蓋被完全覆蓋，成為被深埋數(shù)千米冰層下的“時間膠囊”。

但是，數(shù)千米厚的冰層不會一夜之間融化，這一過程會持續(xù)成百上千年。在這些冰蓋像“剝洋蔥”般緩緩由外向內(nèi)融化時，自然界和人類仍然有漫長的時間來適應(yīng)。

從另一個角度看，病毒是世界上數(shù)量和種類最多的生物，自然界的病毒種類預(yù)計超過百萬種。海洋則是地球，上最大的病毒庫，海洋中病毒的種類預(yù)計超過20萬種，其中絕大多數(shù)以各種細(xì)菌和真菌為獵殺對象。相比之下，截至2018年，在國際病毒分類委員會（ICTV）公布的第九次病毒分類學(xué)報告中，人類僅識別出5500余種病毒，并對其中2000余種進(jìn)行過基因測序分析，經(jīng)分析能夠感染人體的，僅有200余種。

海洋里充滿了我們不了解的病毒、細(xì)菌和其他微生物，但這也根本不影響人們熱情地?fù)肀ШＱ蟆О倌陙淼膶?shí)踐早已告訴人們，下海游泳最大的風(fēng)險是溺水和遭遇危險的海洋動物，而不是被奇奇怪怪的微生物所感染——雖然也有少數(shù)不幸的例子。

我們生活在病毒的“海洋”里，并且對它們了解不多。它們與其他細(xì)胞生物日夜廝殺，土地、江河、海洋、冰雪和我們的身體都是這些微生物的戰(zhàn)場。但這也不需要特別擔(dān)心，因?yàn)椴《颈揪驼紦?jù)著生態(tài)系統(tǒng)中的重要一環(huán)：病毒通過專一地殺死特定微生物，就能有效控制這種微生物的種群規(guī)模，營養(yǎng)物質(zhì)因此得以從微生物體內(nèi)釋放，這樣的循環(huán)與平衡維護(hù)著整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

這種針對特定宿主的專一性，意味著自然界絕大多數(shù)病毒不會感染人類，甚至可以用來幫助人類消滅引起感染的一些微生物。早在1919年，就有研究者將特定噬菌體注射進(jìn)人體用以治療細(xì)菌性痢疾，并取得成功。在抗生素濫用、細(xì)菌抗藥性越來越強(qiáng)的當(dāng)代，噬菌體療法或許能為人類指引一條治療細(xì)菌感染的全新道路。

從這個角度來說，在自然界中識別出越來越多的全新病毒，不僅大概率對人體無害，甚至還有潛在的科學(xué)和醫(yī)療價值，未嘗不能為人類所用。

在了解這些事實(shí)后，我們就會發(fā)現(xiàn)，來自古里雅冰川深處的29種古老的未知病毒，其實(shí)并沒有我們想象的那么可怕，甚至還有可能是一個好消息。

這個世界就是這么奇妙，不是嗎？

03真正需要擔(dān)心的是什么？

讓古生物學(xué)家和病毒學(xué)家去操心遠(yuǎn)古病毒的事吧，它們和普通人確實(shí)扯不，上什么關(guān)系。比起這一點(diǎn)點(diǎn)的未知病毒，冰川和冰蓋的過快消融才是人們更應(yīng)該關(guān)注的問題。

它關(guān)乎海平面上升，關(guān)乎冰川融化造成的洪水和冰崩堰塞湖，關(guān)乎冰川融水河流兩岸的生計，關(guān)乎凍土融化釋放出更多甲烷，甚至還關(guān)乎擾亂極地渦旋寒潮到來的頻率和強(qiáng)度，關(guān)乎更熱的夏天和更頻繁的氣象災(zāi)害。

但在所有這些之外，全球變暖也正在影響著萬千生靈的生命節(jié)奏，甚至可能也包括病毒。長久以來，氣候的變化與致病病毒、特定疾病的傳播是否有關(guān)、有多大關(guān)系、有哪些證據(jù)等問題，一直是科學(xué)家們討論的熱點(diǎn)。盡管尚存爭議，也缺少足夠的證據(jù)，但一些研究顯示的結(jié)果正指向不太樂觀的前景。

在世界各地，氣候變暖導(dǎo)致大批候鳥的棲息地環(huán)境發(fā)生快速變化，從而引起鳥類遷徙行為的改變。在熱帶和亞熱帶地區(qū)，多雨天氣和洪水頻發(fā)，讓湖沼的數(shù)量和范圍擴(kuò)大，為蚊蟲滋生創(chuàng)造條件，也會增加蟲媒病毒傳播的隱患。

在這個被全球變暖擾亂的世界里，很多改變正在身邊發(fā)生。作為個體，我們似乎無法避免全球變暖導(dǎo)致的系統(tǒng)性問題，但至少可以學(xué)會善待自然，善待同樣面臨這些變化的野生動物。

捍衛(wèi)野生動物的生存權(quán)利，避免食用野生動物，減少使用非必要的野生動物制品，從根源上杜絕病從口入。

與野生動物保持適當(dāng)距離，減少與野生動物不必要的接觸。守護(hù)人類與野生動物共同的家園，將生態(tài)保護(hù)的理念落實(shí)到日常生產(chǎn)、生活中。停止對野生動物棲息地的肆意占用和破壞，保護(hù)好野生動物的生存空間。

如果還有什么是人類能做到的，便是改變生活習(xí)慣，在日常生活中減少對自然環(huán)境的沖擊。個體的力量固然微不足道，但億萬個體的力量匯聚，就有持續(xù)改善地球生態(tài)環(huán)境的可能。

從節(jié)約一點(diǎn)能源，少購買一個塑料袋，控制一些不必要的消費(fèi)欲望，減少日常生活中非必要的碳排放開始。這些點(diǎn)滴行為最終也能改變這個世界，換回人類世界和野性世界的平衡與安寧。