融化的北极为科学家提供了研究早已死亡的病毒的宝贵机会

融化的北极为科学家提供了研究早已死亡的病毒的宝贵机会

本文与Nexus Media合作发表,Nexus Media 是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻通讯社。

几十年来,这名因纽特妇女——1918 年西班牙流感的受害者——一直被埋在阿拉斯加六英尺深的永久冻土下的集体坟墓中。但当 20 世纪 90 年代冻土开始融化时,因纽特小镇布雷维格传教团允许科学家将她挖出来。她体内的大量脂肪使她的肺部免受高温的影响,有助于保存其中的病毒碎片。

由于这一发现,研究人员得以破译病毒的基因蓝图,最近他们因此了解到 1918 年流感为何如此致命。他们表示,他们的见解将帮助公共卫生专家更好地应对下一次大流行。

这可能是北极缓慢发生的灾难的一个小好处。不断上升的气温正在融化永久冻土,释放出大量甲烷,这是一种强大的吸热气体。但随着地球融化,它也可能揭示许多疾病的起源,如猩红热或冠状病毒,帮助科学家了解过去的疫情并应对新的疫情。

“我们无法预测未来,但通过了解过去,我们可以了解可能发生的情况,”美国国家过敏和传染病研究所所长的高级顾问、2007 年有关在阿拉斯加发现西班牙流感病毒颗粒的论文的合著者戴维·莫伦斯 (David Morens) 说。他说,确定流感的基因组成花了 10 年时间,他把他们的工作比作把成千上万个破碎的茶杯碎片粘在一起。(如今,由于技术进步,这项工作只需几天时间。)

最后,在去年发表的一项研究中,莫伦的团队确定了 1918 年毒株中导致该疾病如此致命的基因。他们还确定 1957 年、1968 年和 2009 年的流行病都是由 1918 年毒株的后代病毒引起的。

莫伦斯说:“我们现在知道,1918 年的病毒从基因上与现存的一种鸟类病毒非常接近。”

1918 年,士兵们在堪萨斯州芬斯顿营的一家医院接受西班牙流感治疗。国家档案馆

在去年发表的另一篇论文中,科学家详细介绍了如何利用他们的研究成果开发通用流感疫苗,这种疫苗可以预防多种不同的流感病毒株,并免除每年接种疫苗的需要。这些发现只是北极冰冻土地下隐藏的众多秘密之一。

“它就像一个时间胶囊。我们一直在向前研究它们,现在我们也可以向后研究,”莫伦斯说。“地球变暖得越厉害,病毒的来源就越多。我们很难知道我们会发现什么,但我的感觉是,当我们在新的地方寻找病毒和其他生物时,我们会找到它们。”

可以肯定的是,这是一个年轻的研究领域。科学家们才刚刚开始认识到融化永久冻土的研究潜力。专家表示,在某个时候,他们甚至可能找到古代冠状病毒的样本。如果他们真的找到了,病毒学家可能会学到一些东西,帮助他们对抗当前的流行病。

加州大学圣地亚哥分校传染病专家罗伯特·T·斯库利说:“冠状病毒无处不在。蝙蝠和其他哺乳动物身上都有这种病毒,这些受感染的动物也会死亡并被埋在冻土里。”

尽管科学家复活地下潜伏疾病的风险很小,但许多研究人员认为,为了更好地了解致命疾病的起源,冒这个险是值得的。他们说,只要采取正确的预防措施,威胁就会很小。例如,在西班牙流感中,病毒碎片基本上已经死亡。它们只能在实验室中培养。

北极土壤中出现的众多奇迹之一是噬菌体——一种能杀死细菌的病毒。科学家们正在研究它们是否有可能阻止威胁生命的抗生素耐药性细菌。由于每种噬菌体针对的细菌都不同,因此发现的每一种新菌株都会增加治疗手段。长期埋藏的噬菌体也为数千年前存在的古老细菌的性质提供了线索。

“这里有大量的噬菌体,它们和永久冻土首次形成时被埋葬的噬菌体是一样的。通过研究它们,我们可以知道它们在当时能够杀死哪些细菌,”Schooley 说。

科学家还在西伯利亚 3 万年前的冻土样本中发现了一种“巨型病毒”。虽然这种病毒非常微小,但与传统病毒相比,它还是非常巨大的。尽管名字令人恐惧,但在西伯利亚发现的这种病毒株对人类并不构成威胁。

然而,并非每种埋藏在永久冻土中的微生物都是如此无害。尽管科学家们小心翼翼地控制致命疾病,但有些微生物可能会自行复活。例如,据信,2016 年西伯利亚爆发炭疽病,就是在解冻一具感染炭疽病的 75 年前的驯鹿尸体后爆发的,那次爆发导致数十人患病,一名儿童死亡。

工人们生产天花疫苗。泛美卫生组织

传染病专家、哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院流行病学教授斯蒂芬·莫尔斯表示,虽然高温可以杀死几乎所有病毒,但一些罕见病毒,如天花,却可以在解冻后存活下来。1980 年,世界卫生组织宣布这种疾病已被根除,但融化的永久冻土可能会使它卷土重来。

莫尔斯说:“如果天气足够干燥,天花病毒在温暖的环境下会存活得很好,因为它是一种非常顽强的病毒。”他补充说,以前科学家无法想象天花病毒会死而复生,但气温升高使这种可能性大大增加。“这个想法很牵强。但现在,随着气候变化,这似乎不再是一个不可能的场景,”他说。

气候变化导致永久冻土以惊人的速度融化。据估计,尽管北极永久冻土目前的覆盖面积比俄罗斯还大,但到本世纪末,其面积可能会缩小到比阿拉斯加还小。

北极冰层中捕获的冰冻甲烷气泡。美国地质调查局/ Miriam Jones

“这令人担忧,因为碳的含量如此之大,”太平洋西北国家实验室生物科学部生物学首席科学家珍妮特·詹森 (Janet Jansson) 说。她研究的是冻土层中大部分处于休眠状态的微生物如何在地面融化时苏醒。这些微生物开始吞噬腐烂的植物并喷出导致全球变暖的气体。

马萨诸塞州伍兹霍尔研究中心副主任兼高级科学家罗伯特·马克斯·霍姆斯认为,这将是一个严重的问题。北极永久冻土中的碳含量是目前大气中碳含量的两倍。他说,即使是一点点变暖,也可能释放出大量埋藏的碳。

“这种现象已经持续了数万年,这是我们最应该担心的事情,”他补充道。“一旦这列火车离开车站,刹车就更难了。一旦它启动,就很难停下来。”

一线希望是,融化的永久冻土也可能带来一系列拯救生命的新发现,尽管这种发现微不足道。气候变化正在揭开生物学的神秘面纱,可能有助于科学家控制一些最致命的疾病。

“那个环境包含很多秘密,”莫伦斯说。“当我们改变并发布这些东西时,我们无法预测会发现什么惊喜。”

<<:  啄羊鹦鹉利用统计数据来获得它们想要的东西

>>:  特朗普发推文支持永久资助备受喜爱的保护项目

推荐阅读

新证据表明我们的类人猿表亲露西喜欢爬树

露西爬树事件引发激烈争论 约翰·卡佩尔曼/德克萨斯大学奥斯汀分校自从 40 多年前在埃塞俄比亚发现 ...

那颗闪烁的“外星巨型结构”恒星可能只是尘埃

距离地球三百九十秒差距的地方,一颗恒星以一种奇怪的方式变暗。然后它又变暗了。天文学家想知道他们到底看...

几十年来,非法炼油给尼日利亚人民带来了生命和环境损失

对于许多尼日利亚人来说,非法炼油的致命做法并不陌生。虹吸、“烹煮”和意外火灾自 1958 年化石燃料...

大象 Pang Pha 通过模仿人类学会了剥香蕉

与大多数灵长类动物不同,大象会开心地咀嚼香蕉而不剥皮。然而,根据 4 月 10 日发表在《当代生物学...

上周科技热点:快车、Facebook 约会和 Android 10

虽然后备箱空间不大,但比你家的福特金牛座旅行车快多了。布加迪超级跑车存在于一个奇怪的领域。我们大多数...

看看哈勃拍摄的真实星球大战

有时引力会使星系统一起来,有时则会引起冲突。但记录这些矛盾的过程始终是一项壮举,即使在先进的太空望远...

你不希望这些寄生虫灭绝

人类可能幻想着一个没有蜱虫、跳蚤或巨型肾虫的世界。但寄生虫连接着食物网,在每个生态系统中都发挥着重要...

有史以来最大的飞行动物是一种脖子像长颈鹿的爬行动物

飞翔的蜥蜴有着长颈鹿般的脖子,翼展可达近 40 英尺,曾经统治着天空,而恐龙则在天上漫游。这些令人印...

本周数据:按需量子隐形传态、新哺乳动物物种等

2 磅:这是南美洲刚刚发现的一种可爱的食肉哺乳动物——小熊猫的重量20 毫开尔文:科学家最近实现的可...

消防员面临危险的不仅仅是火焰。有时,还有熊。

克里斯托·科尔登对火灾非常着迷。对每年在美国摧毁数百万英亩土地的火灾如此热爱似乎有些奇怪。但她已经开...

《粉碎者乔伊》的魅力与口碑:彻底解析科幻动画的丰碑之作

粉碎机乔:太空万事通的史诗冒险■ 公共媒体剧院■ 原创媒体小说■ 发布日期1983 年 3 月 12...

交通部希望如何防止数千起交通死亡事件

如果您在美国死于交通事故,那么最有可能发生在公路或高速公路上。2011 年至 2020 年间,有超过...

《什么颜色什么》评论:故事丰富多彩,人物迷人

《什么颜色什么》——一部色彩斑斓的深层人性剧■作品概要《What Color What》是2018年...

为什么美国国税局要求你通过自拍视频登录

美国国税局将很快要求纳税人使用面部识别技术访问他们的在线账户。用户需要向第三方公司 ID.me 提交...

当掠食者贪得无厌时

最近,我们被一篇报道所吸引,报道说一条小蛇试图吃掉一条老蜈蚣。这条蛇似乎成功活吞了蜈蚣,但蜈蚣进行了...