2003年的“非典”,2019年的 “新冠”,这些致命病毒究竟来自哪里?科学界至今众所纷纭,没有一个得到一致认可的答案。如今,科学家们又有了新的担忧:在极地和高山那些被冰雪覆盖的冻土之下,藏着无数人类未知的远古微生物,一旦它们因为全球变暖脱离桎梏在它们身上的封印,会给人类带来怎样的危机?
冻土:冰封的微生物“博物馆”
在地球的极地和高山地区,常年气温在0℃以下,那里的土壤或岩石层就形成了冻土。全球冻土面积有 3000 万平方公里,差不多占了陆地面积的四分之一。冻土就像一个巨大的 “冰箱”,里面不仅有大量固态水,还有植物残骸,以及种类繁多的细菌、真菌、病毒等微生物。这些微生物在缺氧、低温的环境中,已经 “沉睡” 了几千年甚至几万年,与外界完全隔绝。但随着全球气候变暖,这个 “冰箱” 开始慢慢解冻了。
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解冻的危机:微生物“复活”
从20 世纪开始,地球平均气温已经上升了约 1.1℃,极地和高山地区升温更快。按照这个趋势,预计到 2050年,全球约20%的冻土会不同程度解冻,到 2100年,这个比例可能超过 30%。随着冻土融化,里面休眠的远古微生物迎来了“复活” 机会。在北极地区,每年因冻土融化释放的微生物数量多达4000万亿个。俄罗斯科学家就曾从西伯利亚冻土中提取出一种古老细菌,解冻后它居然还能存活繁殖。
致命威胁:从野生动物到人类
这些复活的微生物中,有些可能是致病性的,而且是现代人类从未接触过的。一旦通过空气、土壤或水源传播,就可能引发难以预料的公共卫生危机。
这可不是危言耸听,已出现野生动物受害的案例。在高寒地区,虽然原本微生物少,致病几率低,但全球变暖让冻土中的病原微生物复苏,野生动物遭受了首当其冲的危害。2016年,西伯利亚冻土中释放出一种能古老的炭疽杆菌,导致当地驯鹿感染,爆发炭疽疫情。
人类也不能幸免,暴露风险还在持续增大。高寒地区资源开发和基础设施建设增多,给人类增加了与病原体接触和传播的风险。而且,冻土融化后微生物分解产生温室气体,加速全球变暖,形成“变暖-融化-更多碳排放-更严重变暖” 的恶性循环,让人类面临的风险越来越大。
中国的风险:冻土消融下的隐忧
我国也面临着冻土消融激活致病微生物的风险。青藏高原是全球中低纬度面积最大的多年冻土区,东北的大、小兴安岭和新疆的阿尔泰山、天山等高山地带也有冻土分布。近50年来,我国冻土面积减少了 15 - 20%,微生物多样性和群落结构发生显著变化。
近年来,我国已经出现多起相关事件。2020年,青藏铁路安多段施工时,32名工人患上顽固性皮肤溃疡,最后发现是冻土融水中耐低温的假单胞菌新亚种作祟,它对常用抗生素耐药性比普通菌株高出60%。2021年,青海湖斑头雁群体暴发神秘肺炎,研究发现存在与湖底沉积物冻土古病毒高度相似的RNA片段,有跨物种传播风险。2023年,那曲牧民出现不明原因持续高烧发热,检出未知的γ-变形菌纲微生物,溯源指向新暴露的冻土剖面。
应对之策:科研先行,保护生态安全
面对冻土解冻可能引发的危机,科学界已经行动起来。中国科学院在青藏高原开展了潜在病原细菌、病毒组和冰川潜在冰原微生物研究。西北生态环境资源研究院等团队对玉龙雪山白水河1 号冰川表面雪冰研究发现,样本中有 441 种潜在致病物种,超 70%影响动物,春季动物宿主病原体比例最高。
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全球变暖是一场持久战,冻土消融引发的微生物复苏是其中严峻挑战。保护冻土就是保护人类生态安全,我们要持续监测、深入研究、及时预警。青藏高原在气候变化和人类活动双重压力下,已成为全球生物安全前沿阵地,构建“监测-研究-预警-处置”全链条防控体系刻不容缓。在与自然的博弈中,人类的智慧终能探寻到和谐共生的平衡之道。
未来,全球需要加强合作,提升科研能力,提前预防隐患,共同应对可能出现的健康威胁。虽然全球变暖的问题无法回避,但只要我们依靠科学研究和集体行动,就有机会化解潜在危机,守护人类与生态的未来。冻土的封印被全球变暖悄然解开,微生物的威胁近在眼前,此刻行动,是为未来筑牢安全防线。
作者:中国科学院地理科学与资源研究所石培礼研究员;邹老师的科普花园邹静波主任技师