自然界不同寻常的变化 或是古老病毒 “复苏” 背后推手

来源: 科技日报 / 作者: 2020-06-04
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2020 年伊始,突如其来并肆虐全球的新冠病毒,让人类开始重新审视人类与微生物之间的关系。

日前,世界卫生组织宣布非洲出现了第 11 次埃博拉疫情,再次引起人们对病毒等微生物的高度关注。南京古生物博物馆名誉馆长、首席科普专家冯伟民研究员表示,自然界不同寻常的变化,或是导致病菌复活和活跃的推手。

微生物是地球生命树的根基

微生物指的是细菌、病毒、真菌以及包括一些小型原生生物、显微藻类在内的一大类生物群体。这些肉眼难辨的微生物,在构建整个生态系统的构架中发挥了重要作用。

“在 23 亿年前的第一次大氧化作用诞生真核细胞时,细菌、古菌和真核生命等地球上最初的生命形式已然形成。” 冯伟民说,古细菌和真细菌都是微生物,它们共同构成了地球生物的根基,而古无脊椎动物、古植物和古脊椎动物则属于生物系统的上层组成部分。

对于人类来说,微生物这种地球的 “原住民”,既是祸首,也是演化功臣。23 亿年前第一次生物大灭绝,以及二叠纪末生物大灭绝都和微生物有关。以二叠纪生物大灭绝为例,在大约 2.52 亿年前的二叠纪末期,陆地和海洋中共有超过 90% 的生物灭绝,是地球 5 次生物大范围死亡事件中最为惨重的一次。科学家研究发现,这场大灭绝事件居然和绿硫细菌有关。

人类出现后,地球上曾经历过十大病毒灾害,仅天花病毒就导致死亡人口超过一亿。

但是,微生物在地球生命演化和人类文明发展过程中也曾立下大功。“哺乳动物本不具有胎生繁殖的能力,病毒‘神助攻’导致了‘胎生’繁殖。” 冯伟民说,氧气的出现,一半也是蓝细菌的 “贡献”。

海洋和冰川竟是病菌 “乐园”

据冯伟民介绍,浩瀚的海洋、“沉默” 的冰川都蕴藏了无数的微生物。

据了解,海洋是地球上最大的病毒库,所含有的病毒种类预计超过 20 万种。每升海水当中就含有近 1000 亿个病毒颗粒,这个数量是整个地球海洋里面所有鱼、虾、蟹及海洋生物数量加起来总量的 15 倍左右。

“科学家打了一个有趣的比方,如果让海洋中的病毒挨个排成队,那么总长度甚至超过了 4200 万光年,这要比整个银河系直径还要大得多。” 冯伟民说,海洋里面的病毒数量之多超乎想象。

冰川也是病毒等微生物滋生的地方,微生物凭着强大的适应性,可以在冰川中存活很长时间。科学家在青藏高原西昆仑山古里雅冰川中,从距今 520—15000 年范围内的冰芯里分离出了 18 种细菌和 33 种病毒,其中 29 种病毒是人类之前从未遇见过的。

冰川消融或让古老病毒重见天日

科学家观测表明,在过去 25 年中,南极有 3 万亿吨的冰融化,而其中的 50% 是在过去 5 年内发生的。

“在融化过程中,冰封十几万年乃至上亿年的致命病毒,可能因此而重建天日,对人类造成危害。” 冯伟民说。

这并不是危言耸听,种种迹象表明,人类所面临的形势越来越严峻。在冰天雪地的西伯利亚,75 年前,炭疽杆菌曾经导致当地人大量死亡。现在,这种病菌又再次出现,原因是大量的人类活动加速了永久冻土层融化,导致被冰雪覆盖的炭疽杆菌又一次影响了当地民众的安全。

此外,地质灾害和极端气候也会引起病菌灾害,加速病菌传染。

“成千上万种细菌与病毒或封存在冰川岩石中,或生活在深海底部热泉中,或者寄身在现代动植物体中。我们在开发利用这些资源时,一定要慎之又慎,以免给人类带来不可预料的灾难。” 冯伟民表示。

“现代化让人类有能力走到世界的每一个角落,但打破了动植物相互适应、各取所需、生息繁衍的自然平衡。” 冯伟民说,在生物界,人类并非独占鳌头,当今的地球环境实际上是协同演化的结果,历史上曾出现的微生物灾害,值得人类再次审视与自然之间的关系。

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