远古未知病毒来了,我们需要担心吗

文章转载自“星球科学评论”

当最后一根钻杆从冰层里取出时，科学家们也不知道，自己将要开启一个怎样的“时间胶囊”。年9月，中美俄意秘五国科学家集结昆仑山古里雅冰川，这是中国科学院青藏高原研究所与美国俄亥俄州里大学共同开展的一次综合科考活动，目的是通过钻取深部冰芯研究各种古代环境特征[1-3]。

古里雅冰川的一条冰舌

古里雅冰川位于新疆与西藏交界处的西昆仑山，其末端底部冰层年龄可达7.4万年[4]。这一数据与此前对古里雅冰芯的测年数据存在较大出入，仍需更多研究。摄影师

李久乐

冰川是古代降雪落到地面后无法融化、逐渐堆积压实形成的冰体。从蓬松的积雪转变为冰的过程里，也会将一些空气、落尘和表面的各种物质冻结起来[5]。随着冰川越积越厚，它便成为保存古代大气和冰面物质的“时间胶囊”。

阿拉斯加航特山（Mt.Hunter）冰川取出的一段冰芯

褐色位置是混杂了泥沙和尘埃的冰体，具有较高的研究价值。图源

NOAAClimate.gov

科学家在避免外界污染的前提下融化冰体，就可以推开了解过去的窗户。近几年，人们逐渐发布了一些对年冰芯取得的新认识，其中一项便于今年1月7日发布在BioRxiv论文预印本网站。研究者在严格消毒的环境下，从距今~年范围内的冰芯里分离出了较丰富的微生物，包括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种类[6]。

古里雅冰川内发现的病毒种类统计图

发现的33种病毒里，有4种为已分类（指做过基因测序）病毒。29种未分类病毒中，2种具有亲缘关系能够聚类成病毒簇，其余27种为单独种群。制图

陈睿婷｜星球科学评论

在这个春天，人们因为新型冠状病毒而格外紧张，“未知古老病毒”这几个字眼很容易挑动人们的神经。人们会担心这些病毒是否危险，会不会对人产生危害，这样的现象是否罕见，是否意味着什么可怕的事情。

所以，我们真的需要担心吗？说实话，其实不太需要。

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冰川里有很多微生物

在人类眼中，冰川往往意味着严寒、生存环境恶劣、缺少生机……除了壮美之外，似乎都是一些不太好的词汇。冰川的世界里缺少宏观植物，散落的泥沙石块也无法喂饱动物。即使是在南北两极，企鹅和北极熊等动物实际上依托海洋生存，辽阔冰原仅仅是它们落脚和休憩的场所。

在山地冰川，这种荒芜感被衬托得更加强烈，即使偶尔有动物经过，那也是匆匆来去。即使是末端已经下降到林木线以下的四川贡嘎山海螺沟冰川，冰体表面同样了无生气。

四川贡嘎山海螺沟冰川

冰川的最前端已经降至林木线以下，冰川的荒芜与周围森林形成鲜明反差。图源

VCG

但眼见不一定为实。在世界各地，研究者都曾经在冰川表面提取到丰富的微生物，包括藻类、真菌、细菌、古菌、放线菌和病毒[7-9]。它们有着对低温环境和强紫外线的超强耐受力，在冰雪的世界里写下各自的传奇。

例如近期一些报道提到，一种叫做雪藻（Chlamydomonasnivalis）的微生物正在南极冰原蓬勃生长，它们聚集成片，将冰雪染上血一般的颜色。这是一种单细胞绿藻类植物，广泛分布在南北两极冰盖和其他的高山冰雪区，在阿拉斯加的群山里、阿尔卑斯山脉的冰川上、青藏高原的腹地中、甚至终年积雪的富士山顶都有分布。每当夏季到来，雪藻会呈现出明显的红-粉红色，而到了秋末至初春，又会转变为淡淡的绿色[7]。

滋生雪藻的南极冰盖

绿色和红色的雪藻，让这一段冰面看起来很脏，但这实际上是生命的颜色。图源

VCG

雪藻这样的微观植物为一个庞大的冰冻圈生态系统提供了物质保障，光合作用维系着一个十分活跃的微生物世界，其生物繁盛度远超你的想象。风也帮助维持着这个生态系统，不仅为冰面带来灰尘和有机物，给微生物添加微量元素和意外的“零食”[8]，还能帮助这些微生物乘风而去，跨越群山的阻隔扎根四方[9]。

除了藻类，人们在两极的地表、冰层和湖泊中也检出了其他微生物，例如病毒。在南极的季节性湖泊Limnopolar湖中，湖水中便充斥着各式各样的病毒，以多种噬菌体为主[10]。

南极Limnopolar湖中检出的多种病毒

为电子显微镜下照片，其中上排为不同类型的噬菌体病毒。图源

文献[10]

细菌和真菌等细胞微生物消耗着藻类制造的有机物，而病毒又把各种细胞微生物作为“劫持目标”，一旦抓住机会便疯狂入侵，劫持细胞功能疯狂复制。被杀死的细胞生物则归于尘土，将养分归还自然。生存与死亡，合成与分解，就在这些不起眼的冰冻圈微生物之间周而复始。

庞大的微生物基数，使它们有机会被冰雪埋藏，隐藏在冰下的世界里，并且凭借优秀的适应性，存活很长时间。

在阿尔卑斯山，人们在“冰人奥茨”遗留下的草鞋里发现了2种真菌和1种放线菌，有观点认为，这些微生物可以排除后期污染，是存活了年的古老微生物[11-12]。冰人奥茨被发现时有一半躯体暴露在冰雪之上，人们认为他原先死在更高的山顶，被冰雪掩埋后才随着冰川运动到发现地点。

阿尔卑斯山“冰人奥茨（tzi）”的发现现场

年，登山者在阿尔卑斯山南坡多米处发现了一具距今多年的男性遗体木乃伊，即为大名鼎鼎的“冰人奥茨”。图源

SouthTyrol考古博物馆/

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