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极地冰川藏14万年前病毒 全球变暖或促其复活


发布人:站主【主站留言】    日期:2014/9/6 7:33:03    下载DOC文档    微信分享  正法护持     

 
 
     

 科学家在冰层中发现蛰伏近14万年的病毒毒株,全球变暖或将促其“复活”

  今夏,中国各地的洪水、干旱、强对流天气等超乎寻常的气候变化成为各大媒体关注的焦点。与此同时,世界各处的冰川也在悄然融化,造成了海平面上升的巨大危机,更可能带来神秘莫测的远古病毒威胁。

  据晨报记者了解,国内外海洋、气候、冰川病毒权威专家最新发现,存活了近14万年的病毒毒株,甚至还有不到1岁的A型流感病毒,都会在冰层中蛰伏,等待时机彻底释放,并向人类世界传播。

  中国科学院地学部主任秦大河院士表示,相对350年之前,21世纪初的中国冰川总量减少四分之一,到2050年还要减少四分之一。沉默的“潘多拉冰魔盒”一旦开启,来自冰川中的大量古老病毒也可能严重威胁包括中国在内的各个国家。由于毒性无人知晓,一旦它们大规模爆发,造成的危害将难以估量,而这一切被预计将会迟早发生。

  [发现·威胁]

  在北极圈内的冰湖里徘徊的一只北极鸥不会想到,去年冬天融化的冰山流水中,蕴藏了被冰冻了数万年的神秘病毒,威胁正在向它逼近。随着夏季湖泊中的一条小鱼,这些病毒成功进入了这只鸟的体内,然后迅速扩张繁殖。7月末,这只病鸟随着同类开始向南飞行,在穿越欧洲西海岸时体力不支坠地而亡。

  数月过后,一种能让人在一周内窒息而亡的怪病开始在欧盟国家传播,以 迅雷不及掩耳之势通过欧洲铁路和航空器向四面扩散。各种预防隔离措施无法阻止空气的流动,在一年内,全球患病人口急剧增加,各国经济受到严重影响……

  以上不是科幻小说,而是有可能在明天就发生的一场灾难的假想。

  作为对科学界来说尚属刚刚新知的极地冰川病毒,近期已引起了全球科学家极大关注。晨报记者近日对太平洋两岸的一线生物学家进行专访,了解学术界对这一领域的最新研究成果。

  ●吴绍洪 IPCC中国专家

  传染病随全球变暖而嬗变

  近日,在中国气象局的协助下,晨报记者在京对IPCC(政府间气候变化专门委员会)主席帕恰里教授进行采访,获悉了一些由该组织刚刚确认的全球变暖数据。

  帕恰里说:“到本世纪末,全球气温最低升高1.8℃,最高升高4.8℃。从今天的情况看,气侯变化带来的影响在全球各地区结果不一。热浪、高温的强度和范围、发生的频率普遍升高,极端降雨情况在各个地区则有所不同。而它对中国——特别是大型三角洲地区的影响应特别关注,因为三角洲流域都是人口比较集中的地区,海平面上升会使这些地区环境变得更加脆弱。”

  IPCC中国专家吴绍洪教授对全球变暖带来的威胁也深有感触。他认为,自然系统正受到区域气候变化特别是温度升高的影响,“海岸带和低洼地区,由于气侯变化和海平面上升,未来几十年,将有百万人口遭受洪涝灾害。而热浪、洪水、暴雨、火灾和干旱所导致的死亡人数也会增加,某些传染病、传播媒体和空间分布都会发生变化,直接影响到人类的身体健康。”

  ●斯科特·罗杰斯 美国冰川微生物专家

  冰川深处暗藏“万年病毒”

  全球变暖的另一后果是冰川融化。气候变暖导致海洋3000米深度的海水温度上升,引发海水膨胀,而冰山融水则会慢慢释放进海洋。

  表面看来“冰清玉洁”的极地冰川中,释放出的真是没有任何杂质的纯水吗?在北极的格陵兰岛上,研究冰层物质的科学家们曾从冰川之中钻取出了一根冰芯。在对其进行研究的过程中,一种不明微生物突然出现在显微镜下。

  美国俄亥俄州博林格林州立大学斯科特·罗杰斯教授是极地冰芯微生物考察、科研计划的发起人和组织者,他的实验室一直在对冰芯微生物进行研究。近日,他给晨报记者发来一张照片,照片上的他站在储物架中间,架子上摆满了冰芯样本。“我们历经艰辛从全球范围内的冰湖、冰山中取出的冰芯样本,而对样本的研究发现让所有人吃惊!”罗杰斯教授在越洋电话中说。

  “我们在冰芯里面发现了已经在冰层中存活了近14万年的病毒毒株,但也在西伯利亚的季节冰中找到了不到1岁的A型流感病毒。我和我的同事们据此猜测,这类微生物会在适合其生存中的冰中蛰伏,等待时机‘东山再起’。在蛰伏期,这些微生物处于‘自我储存’的状态,冰芯的环境对它们的保存相当有利,这些病毒在等待宿主的到来,他们可能是人类、水生物或其它生物,遇到对其缺乏免疫能力的宿主,这些微生物便会急速扩大种群,在宿主的种群中传染开来。”

  ●张新芳 中国冰川微生物专家

  青藏高原冰川里也躲着病毒

  罗杰斯的讲述绝非危言耸听,因为许多万年以来,地球上温暖的季风总是不知疲倦地把热带和温带的海水送往遥远的极地区域,许多曾经肆虐地球的病毒,也被一同冻结在冰层中。由于温度极低,这些病毒可能依然保持着生命力。

  中国远离南北两极,是否就远离了这些病毒?

  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所从事冰川微生物研究的张新芳博士,从自己的研究经历中感受到了这身边的“威胁”。她发现,在我国的青藏高原冰川,同样也有病毒样颗粒存在,这些谜一样的古老病毒基因随着气候变暖,随时有被释放的可能。

  ●斯塔摩尔 纽约大学教授

  古老病毒会重返现代社会

  地球气候的演变史主要分为冰期与暖期,往往以13万年作为一个周期不断循环,而我们眼下正处于气温不断上升的期间。

  研究者发现,在即将融化的古老冰层中所隐藏的病毒种类相当繁杂,如各种怪异的流感病毒、骨髓灰质病毒天花病毒等,另外还有许多至今尚未探明的病毒种类。纽约大学斯塔摩尔教授表示:“尽管还不能确定有多少古老病毒会重返现代社会,还不能确定它们中有多少会威胁人类的生存环境和健康,但随着全球气候变暖,这一切确定将会发生。”

人类是否会遭灾难性打击

  力防冰川融化,一切还来得及

  [猜想·应对]

  曾横行欧洲的黑死病最初出现于1338年中亚一个小城中,1340年左右向南传到印度,随后沿古代商道传到俄罗斯东部。从1348年到1352年,它把欧洲变成了死亡陷阱,这条毁灭之路断送了当时欧洲三分之一的人口,总计约2500万人!

  在人类历史上,类似当年的黑死病这样不断来袭的新品种细菌层出不穷,从SARS到禽流感——随着人类活动的不断加剧、交通速度的不断提高,新生传染病对人类以及生物种群所形成的“灭顶”威胁如同利剑悬于颈后。“潘多拉魔盒”一旦开启,病毒被“激活”,它们将如何在全球传播?冰川病毒是否会扮演恐怖杀手的角色,终结人类文明?人类只能束手以待还是可以积极应对?

  中国科学院专家任贾文表示,如果能想办法“拖延”气候变暖的脚步,古代病毒再厉害,也终究将受制于冰川的封锁。同时,只要能给科学家充裕的时间,及时研制出相应的疫苗,人类便不用那么担忧了。

  针对冰川病毒最离奇的猜测是:病毒其实是当年纳粹德国运往南极基地的生化武器。根据是——在1938年以后纳粹德国突然对南极洲大感兴趣,先后组织两支科考队飞往南极,拍摄大量南极冰带的照片,并将数千枚印有纳粹标记的金属旗子分散在南极大陆上。美英情报机构的档案记载表明,

二战末期一艘代号为U-530的德国潜水艇于1945年4月13日离开基尔港前往南极洲。到达后,船上16名成员在南极洲多年冻土带挖了一个冰窟窿,将他们随船带去的箱子埋了进去。所有的一切,令一些科学家怀疑它们就是化学武器。

  不过,亲临冰川现场进行微生物研究取样的科学家们的解说更具说服力。目前,威胁人类的冰山“终极病毒”究竟将从何而来,一旦被“激活”又将如何传播?科学家们进行了大胆的猜想。

  猜想一:

  南极冰湖释放“史前杀手”

  极地冰芯微生物考察、科研计划的发起人和组织者斯科特·罗杰斯教授,昨天在电话中向晨报记者介绍了目前正在进行的最新研究:“南极洲沃斯托克冰湖被科学家们称为‘地球上的木卫二’,这个和北美的安大略湖一样庞大的冰湖深藏在4000米厚的冰层下。冰层起了毯子的作用,阻隔了湖泊与地表的低温,也保护了众多史前微生物。我们目前正对沃斯托克冰湖上覆盖的冰层进行微生物取样研究。我们已经分析了10根冰芯样本中的真菌、细菌。虽然里面的微生物数量稀少,但它们依然活着。最后我们总共在沃斯托克湖的冰芯中发现了36种不同的微生物。我们的相关报告近期就将出炉。”“我们找到的确实是一些奇异的东西——是我们以前从未见过的东西。”美国宇航局马歇尔空间科学实验室的理查德·胡佛说:“在冰里有多种微生物。一些是已知的如蓝藻、细菌、真菌、孢子、花粉微粒和硅藻类,但另一些是我们从前从未见过无法辩认的。”

  距湖面100米深处的极端深冰的样本(年龄大约有40万年),是由美国、俄罗斯和法国科学家组成的国际研究小组采集的。由于针对它的微生物研究尚未结束,科学家们尚无法确定这个地下湖泊是否将在未来释放“终极病毒”。

  猜想二:

  候鸟打造“病毒培养基”

  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所从事冰川微生物研究的张新芳博士认为,古老的冰川病毒会与现代的一些病毒基因进行交换,衍化出像SARS一样对人类具有极大威胁的新型病毒。

  “骑”着鸟儿全球飞的病毒,通过冰山实现保存,在合适的机会,它们和同类大聚会,最终将成为“变形金刚”,这也让科学家担忧。罗杰斯教授正在对北极圈附近冰湖内的A型流感病毒进行研究。这些湖泊上常年有候鸟来往(例如鸭类和鹅类),它们会在水中排放病毒,这些病毒在冬天被冰层储藏起来。等候鸟来年再返回时,它们会带来新型的病毒毒株,融化的冰中释放的旧毒株则与“新面孔”的同类“聚会”,湖泊便成为了天然的“混合培养基”。“这增加了病毒遗传变异的几率,实际上我们也不断在冰层的融化、冻结过程中发现这样的例子。我将会提取样本,和科学界已知的A型流感病毒进行比对,确认在这些冰湖中发生了什么。”

  而候鸟的全球迁徙,更增加了极地湖泊季节冰这一“终极病毒培养基”病毒外传的可能性。

  猜想三:

  病毒乘着沙尘暴“全球飙”

  有的病毒是随着大气中的尘埃降临,随后在冰雪的堆积之中慢慢地被掩埋起来。被冰封的尘埃恰恰为细菌、病毒的孳生提供了可能。无论细菌、病毒的来源如何,依赖于尘埃这一能提供“营养”的物质,它们可以存活——中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、冰冻圈科学国家重点实验室研究员任贾文如此认为。

  科学家曾对尘埃和病毒之间的关系做过研究。一项针对马兰冰芯微生物的研究结果表明,在历史上的几个冷期,大气环流向冰川输送大量沙尘的同时也带来了丰富的微生物,这说明,沙尘本身就是病毒传播的一种途径。以此类推,眼下常常能在新闻中听闻的沙尘暴,便有可能成为未来冰川病毒传播的主要途径之一。

  要搭上沙尘暴这班“顺风车”,有的冰川病毒还必须跨越重洋,它们将通过海风、海水的流动,或单独行动,或寻找并依附于海里生物的尸体残骸,完成这一旅行。

  人类前往南北极研究的行为本身,也有可能成为病毒“偷渡”的方式。随着人类活动的日趋频繁,南极、北极这曾经的处女地将建立与人类之间越来越密切的联系——交流越多,也就意味着病毒传播的途径越多。

  若新病毒来袭,人类抵抗力脆弱

  俄勒冈州立大学的病毒学专家加尔文博士对冰川病毒的极大危险性深信不疑,他认为:“人类健康的自我防御机制,不会预见到那些在人类社会中已经消失了几千年的病毒会重新出现,因此针对这些病毒的抵抗能力很脆弱,一旦传染发生,就可能导致大规模的疾病流行。”为了说明这一危险前景的可能性,加尔文还援引了一种能够引起痢疾状腹泻的病毒,这种病毒每隔几十年便在沿海地带出现一次,而它的栖身场所就是南极和北极的冰川。

  中国科学院张新芳博士认为,在古病毒经变异而产生的新品种病毒面前,人类的免疫力很难有把握经受住它们的考验。

  一个将引发人传染疾病的病毒个体,在找到第一个宿主之后,就会以几何级数全面扩增自己的“家族”。而只要它找到一丝与人体接触的机会,就会毫不客气地侵入人体,然后谋求下一个感染机会。对于可能影响人类的病毒的扩散方式,中国疾病预防控制中心病毒防控所研究员杭长寿表示,也许用“无孔不入”来形容最为合适。

  由于病毒的“急速”复制,大自然界许多动物都在不经意间成了它们的携带者。当人与这些动物接触时,病毒便开始了自己的传播之旅。“就拿曾被怀疑为SARS病毒源的果子狸来说,人们在宰杀它时,它会本能地进行反抗。此时,或许只要它打一个喷嚏,就足以让宰杀者成为病毒的第二受害者。”杭长寿表示,一个两个病毒个体对人来说或许问题不大,人体内的白血球就可以将其轻松解决,但如果病毒的侵入量很大,人体内免疫防线就可能无法匹敌,最终败于对手。

  减缓冰川融化,尚有足够时间应对

  罗杰斯教授认为,目前尚无法确定这类微生物何时会引起环境问题或恐怖的流行病。“我们觉得微生物通过这种方式释放,已经经历了几百万甚至几十亿年历史。世界曾经体验过这样的释放,事实上这每天都在发生。我个人认为,融化的冰层中释放的微生物引起毁灭性的流行病尚机会渺茫。但是,尽管这种病毒传播方式在人类历史上还没有任何文献记载,我们也无法确认它就不会发生。”

  “当然,即便面对那些未知的病毒,人类依然可以有所作为。”中国科学院专家任贾文表示,一方面,对于病毒,只要能给科学家充裕的时间,及时研制出相应的疫苗,人类便不用那么担忧。另一方面,如果能想办法“拖延”气候变暖的脚步,古代病毒再厉害,也终究将受制于冰川的封锁。任贾文表示,有一种预估:到2070年至2080年,随着气候的变暖,北极的北冰洋海冰可能消失;格陵兰的冰盖完全融化,则需要至少1000年;至于南极,由于其冰盖面积十分之大,完全融化并释放出其中的未知病毒更需要一个漫长的时间。在这段时间里,人们完全可以寻求解决问题的方法。

 
 
 
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