微生物正在从北极解冻的冻土中醒来，后果仍是未知之数

2019年9月—2020年1月，澳大利亚出现连续破纪录的高温天气和严重旱灾，引发了连烧四个多月的森林大火。造成多人死亡，超过10亿只野生动物被波及。大火还摧毁了近6000座建筑物，带来的烟雾笼罩许多城市，造成严重的大气、土壤和饮用水污染。

2021年7月20日，河南中北部等地出现暴雨，其中郑州出现特大暴雨，一小时降雨量超过200毫米。暴雨带来的洪涝灾害导致河南省300多人遇难，1400多万人受灾，直接经济损失超过千亿元。

2021年8月，飓风“艾达”在美国南部路易斯安那州登陆，造成数人死亡、逾百万用户断电；随后，“艾达”穿过美国的东北部，带来了长时间的暴雨、洪水和龙卷风，已在当地造成至少43人死亡和难以估量的损失。

近年来，针对全世界各地越来越频繁出现的极端气候天气，科学界的普遍共识是其跟气候变化紧密相关——即地球升温。

全球变暖证据更加充分

IPCC，全称为Intergovernmental Panel on Climate Change，也就是“政府间气候变化专门委员会”，是一个附属于联合国之下的、专责研究由人类活动所造成的气候变迁的跨政府组织。IPCC自1988年建立以来，已组织全球杰出的数千名科学家完成了五次气候变化科学评估工作。

而最新的第六次气候评估报告，于2021年8月9日发布。这份报告一经发布便受到国内外媒体的广泛关注，因为大家已经意识到，全球气候变化已经成为全人类不得不重视和解决的难题。

IPCC第六次评估周期发布的首份工作组报告名为——《气候变化2021：自然科学基础》。报告指出，人类活动导致气候变暖的结论是明确的。目前，地球的平均气温相较于工业革命前（1850年）已经升高1.1℃。毋庸置疑，在过去的2000年里，人类活动已经引起了大气、海洋和陆地的变暖。

人类对气候变化的影响是过去2000年前所未有的（图片来源：IPCC）

报告中指出，人类通过燃烧化石燃料排放温室气体，造成了全球变暖问题。另外，报告还设计了未来五种温室气体的排放场景，分别为“极低、低、中等、高、极高”。根据以上五种排放情景的模拟结果，不论如何，全球气温在最近的20年几乎都会达到比工业革命前升高1.5℃的情况。而只有在极低排放量的情景下，到本世纪末，全球升温才有可能被控制在1.5℃——这对应的是全球需要在2055年左右实现碳中和。

冰川融化，冻土暴露

中国气象科学研究院研究员、IPCC第六次评估报告第一工作组联合主席翟盘茂在中国气象局召开的媒体访谈会上这样评价到：“人类活动对气候系统的深刻影响已从大气圈进一步扩展到海洋、冰冻圈和陆地生物圈，在海洋酸化、全球海平面上升、全球冰川退缩、北极海冰范围缩小、北半球春季积雪减少、格林兰冰盖消融，以及北半球温带地区生长期延长等方面均出现了明显的人类影响信号。” 

2019 年 8 月，冰岛当地人为 Okjökull 冰川举行了“葬礼”，这是冰岛第一座因气候变化而消失的冰川。科学家警告说，这个亚北极岛屿上的数百个其他冰川也面临着同样的命运。.

1986年（左）和2019年（右）的Okjökull冰川对比（图片来源：NASA）

当时，北半球正在经历有记录以来最热的夏天，冰岛西部曾经被Okjökull冰川覆盖的地区，现在只剩下贫瘠的土地。人们在一块裸露的岩石上装上了一块青铜牌匾，以警醒世人不可逆转的全球气候变化给生态环境带来的严重影响。

在全球范围内，冰川的融化速度在过去五年中几乎翻了一番，淡水的冰川储存量锐减，并且改变了周围生态系统的结构，比如北极的永久冻土也慢慢开始融化。在西伯利亚和加拿大北部，这种突然的“解冻”造成了地貌下沉，数百甚至数千年来的最古老、最深的永久冻土层首次暴露在温暖的空气中。

永久冻土覆盖地球陆地表面的24%，土壤成分因当地地质而异。在人类历史的大部分时间里，永久冻土层一直将动物、植物和微生物冻结其中。据估计，永久冻土层大约储存了16000亿吨碳，是大气中碳含量的两倍以上。随着全球气温升高，永久冻土的融化速度越来越快，很多的细菌和古细菌将“醒来”，进而产生大量的二氧化碳和甲烷等温室气体。

苏醒的微生物，未知的未来

除了已知的一些在永久冻土中会对气候变化带来影响的微生物外，更让科学家担心的是很多正在永久冻土中苏醒的微生物，它们对人类健康带来的威胁。

炭疽杆菌孢子有极强的耐寒特性，它们能够在几个世纪的冻结后仍然苏醒存活。2016年，因西伯利亚永久冻土融化，释放出了75年前被“冰封”起来的炭疽杆菌孢子。炭疽的爆发造成了超过20万头驯鹿和一名儿童死亡。

另外，曾经我们认为已经灭绝的病毒也可能以全新的方式出现在我们的环境中。比如，在阿拉斯加 ，一种新发现、能导致皮肤破损的正痘病毒（类似天花病毒）在过去五年中出现和消失了两次。这种新型病毒可能是通过动物与人类接触传播的，但它的起源仍然未知。

而科学家们完全不熟悉的微生物可能代表了一种新的威胁。

2021年6月，来自俄罗斯的科学家在《当代生物学》（Current Biology）杂志发表了一项研究，报告中指出，科学家们在西伯利亚东北部的永久冻土中发现了一批约2.4万年前的多细胞无脊椎生物轮虫（bdelloid rotifer）。这些古老的轮虫在解冻后，不仅成功复活，还在实验室中进行了无性繁殖。

从永久冻土中“复活”的轮虫（图片来源：Current Biology）

随后的基因分析发现，这种古老的轮虫是一个新物种，属于Adineta属，与在比利时收集的现代Adineta vaga轮虫关系最为密切。而这种新的轮虫一旦在自然界中大规模苏醒后将对我们的环境造成何种影响，科学家们还不得而知。

很明显，北极越暖和，它就会变得越奇怪。随着微生物从永久冻土中重新苏醒，我们必须采取更强有力的生物监测措施，来保护两极及其他地区的居民。但更重要的是，我们要控制全球变暖，缓解永久冻土的融化。否则某一天，下一个“超级病毒”就会在地球的某个角落悄悄复活。

参考文献： A living bdelloid rotifer from 24,000-year-old Arctic permafrost. Lyubov Shmakova et al. Current Biology. 2021. 31, R697–R713

其它资料来源：
IPCC,中国科学院地球环境研究所，人民网，中国气象局，美国国家航空航天局（NASA），科学美国人杂志，Current Biology