西伯利亚永冻层解冻、青藏高原冰川融化,可能会释放未知病毒

西伯利亚永冻层解冻、青藏高原冰川融化,可能会释放未知病毒
2020年08月04日 09:56 新浪科技综合

  来源:BioWorld Bio生物世界

  西伯利亚东部的Batagay,被当地人称为“通往地下世界的门户”,这里在1960年代只是斜坡上的一个沟壑,随着多年冻土的融化和融化水带走沉积物,滑坡逐年扩大,如今这里已经成了地球上最大的解冻滑坡。在过去的30年中,这里的温度上升速度是全球平均水平的两倍。

  全球变暖正在西伯利亚各地造成创伤,解冻的永久冻土中积聚的甲烷气体爆发,过去三个夏天的森林大火在西伯利亚烧毁了数百万公顷的土地,燃烧导致的深色烟灰和木炭覆盖了大片土地,进一步吸收热量并加速冻土融化。

  而今年的大火更加剧了西伯利亚2020年上半年的热浪。6月20日,距离Batagay仅75公里的Verkhoyansk镇达到了38℃高温,这里是地球上最冷的人类居住地之一,这也是北极圈有记录以来的最高温度。气象学家认为,这一创纪录的高温“如果没有人为因素引起的气候变化,实际上是不可能的”。

根据对100个野外站点的观察,科学家们估计,从2003年到2017年,全球变暖导致的北部多年冻土层融化释放的碳,平均每年比植被吸收的要多出6亿吨。根据对100个野外站点的观察,科学家们估计,从2003年到2017年,全球变暖导致的北部多年冻土层融化释放的碳,平均每年比植被吸收的要多出6亿吨。

  永久冻土中发现巨型病毒

  2015年,法国科学家从西伯利亚永久冻土层中发现并复活了一种30000年前的巨型病毒——Mollivirus sibericum,复活后的病毒仍能感染单细胞的阿米巴原虫(变形虫)。

  该研究的领导者认为,重新复活古老的病毒是一个令人担忧的问题,但人们不应过度多疑,因为病毒“无处不在”,而且许多病毒对细菌的危害比对人类更严重。

该巨型病毒体长0.5微米-1微米,已经超过正常细菌的大小,除了体型巨大以外,这类巨型病毒的基因组远超普通病毒,有些甚至编码超过1000个基因。该巨型病毒体长0.5微米-1微米,已经超过正常细菌的大小,除了体型巨大以外,这类巨型病毒的基因组远超普通病毒,有些甚至编码超过1000个基因。

  该研究以 In-depth study of Mollivirus sibericum, a new 30,000-y-old giant virus infecting Acanthamoeba 为题,于2015年9月发表在美国科学院院刊 PNAS 杂志上。

西伯利亚冻土融化释放致命细菌西伯利亚冻土融化释放致命细菌

  2016年,西伯利亚爆发的炭疽热杀死了2000多只驯鹿,致使96人入院治疗。炭疽芽孢可以存活数年,而那次爆发很可能是由于西伯利亚多年冻土层的融化使一具多年前感染了炭疽菌的鹿尸解冻而引起的。

西伯利亚冻土层融化带来了许多潜在的灾难和危害,随着全球变暖加剧,冰川融化的问题同样不容忽视。西伯利亚冻土层融化带来了许多潜在的灾难和危害,随着全球变暖加剧,冰川融化的问题同样不容忽视。

  高原冰川也在加速融化

  一万五千年前,青藏高原上的一些水开始结冰,形成了众多冰川。青藏高原是世界上中低纬度地区最大的现代冰川分布区,而这里的现代冰川又是众多河流,特别是我国的母亲河长江、黄河的发源地。

  冰川储存了大量的水资源,但是,每平方英寸的冰层也冰封了数百万的微生物。

  近年来,全球变暖正促使极地冰川以及其他地区比如我国的西部地区的冰川融化,以现有趋势,几十年内,可能地球上的冰川就会完全消失。而这一切给人类带来的不仅仅是电影《后天》中所描述的那样是一场气候灾难。

  伴随着冰川的消融,沉睡的病毒是否将重新返回世界?人类是否即将面临气候和疾病的双重灾难?

  2015 年,美国和中国科学家组成的团队在青藏高原冰川中钻取冰核样本,他们钻进了 50 米,期望能找到一些东西。

  5年之后,研究人员对冰核样本的分析发现了古老病毒的证据,其中 28 组是新的病毒,并且大部分病毒与同时出现的大量细菌有关,包括甲基杆菌、鞘氨单胞菌和紫色杆菌,这表明病毒感染了几个大量的微生物群。

  该研究以 Glacier ice archives fifteen-thousand-year-old viruses 为题发表在了生物学预印本网站 bioRxiv 上。

  像在冰川冰中发现的微生物那样,古代微生物的记录使科学家们得以一窥地球的进化史和气候史。当我们的星球正在经历气候变化时,这些冰冻的记录可以帮助我们预测哪些微生物会存活,以及由此产生的环境会是什么样子。

  该研究的作者在论文中写道:“冰川中蕴藏着各种各样的微生物,但相关的病毒及其对冰川微生物群落的影响尚未被探索。”

  研究人员通过用细菌、病毒和遗传物质覆盖无菌冰核的表面来测试他们的方案。在所有样本中,该程序均成功清除了污染物。

  在对两个冰核进行相同的操作后,研究人员使用微生物学技术来记录冰川冰中残留的遗传信息。他们发现了33种不同病毒的遗传信息,其中28种是全新的。并且大部分病毒与同时出现的大量细菌有关,包括甲基杆菌、鞘氨单胞菌和紫色杆菌,这表明病毒感染了几个大量的微生物群。

  法国国家科学研究中心环境病毒学研究员Chantal Abergel表示,难怪以前从未见过几十种这样的病毒。她说:“我们离采样地球上所有病毒的多样性还很遥远。”

  根据这项研究,全球变暖的气温正在导致世界各地的冰川缩小,并释放出被冰封了数万至数十万年的微生物和病毒,论文作者认为,在最糟糕的情况下,冰川融化可能会将病原体释放到环境中。

  冰封的危险是真实存在的,随着全球变暖导致的冻土层和冰川的融化加速,温室气体甲烷被大量释放到空中,而且致病细菌和病毒被释放到环境中的风险也在增加。

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