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气候变化释放远古病毒,导致传染病爆发?这篇文章说清楚了|人工模拟降雨|蒸渗仪|径流泥沙|测坑|水土流失

2020.02.161625

新冠肺炎疫情防控进入关键时刻。此时,恐怕很少有人会将“冠状病毒”和“气候变化”联系起来。但就在中国举国上下抗击疫情同时,美国民主党总统候选人伊丽莎白·沃伦(Elizabeth Warren)近日提出:气候变化可能是导致传染病爆发的原因。为此她还抨击了特朗普退出《巴黎气候协定》的决定,表示“美国应着手应对气候变化”。

气候变化释放远古病毒,导致传染病爆发?这篇文章说清楚了

伊丽莎白·沃伦

无独有偶,在BioRxiv论文1月发表的论文里:俄亥俄州立大学科学家在青藏高原冰核样本中发现古老病毒存在证据,其中28种是新病毒。全球变暖导致各地冰川缩小,可能释放冰封了万年甚至数十万年的微生物和病毒。

气候变化与传染病存在关联的话题,并不是近日才被提起。

2014年,法国的一项研究提取了一种被封存在永冻层中长达3万年的病毒,并在实验室对其重新加热。尽管已被冰封了3万年,病毒仍迅速复活。参与研究的科学家提出警告,冻结在土壤中的未知病原体可能会因气候变暖而再次苏醒。

看起来,或许是时候关心一下气候变化和病毒之间的联系了。

气候变化或导致冻土中的微生物“苏醒”

多年冻土凝固了数万年甚至更久远的时光。在谈气候变化对冻土的影响时,首先要了解何为多年冻土。远在美国出差的兰州大学资源环境学院教授、国家特聘专家张廷军接受了记者访问。他长期从事气候变化与冰冻圈研究,特别是对多年冻土的研究。他告诉记者:“全球绝大部分多年冻土是在过去几万年,甚至几十万年或上百万年寒冷时期或冰期时形成的。多年冻土是指土壤温度低于或等于0摄氏度连续两年以上的土层或岩石,它可以含有冰或无冰。多年冻土的厚度能从几米到1500多米,有些地方甚至更厚。”

(1)目前全球多年冻土主要分布在北半球,面积约22.79百万平方千米,约占北半球陆地面积的24%。

(2)北半球多年冻土主要分布在北极地区和中国的青藏高原,即地球的第三极。

(3)中国的青藏高原有约1.06百万平方千米的多年冻土区,另外在中国东北地区、祁连山、天山、阿尔泰山等地也有多年冻土存在。兰州地区的马衔山也有零星多年冻土,面积大约0.16平方千米。

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全球多年冻土分布图

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中国冻土分布图

多年冻土中包含很多成分,主要有地下冰、有机碳等,当然也有土壤颗粒物质,土壤颗粒是主要物质。“多年冻土中还含有液态水,称未冻水。在未冻水内,经常被发现有微生物存在,其中也可能含有古老的病毒。从南极冰盖下的多年冻土研究表明,多年冻土中的微生物可能生存长达80多万年以上。”这也意味着,随着气候变暖,多年冻土退化,“很可能激活过去冻结在多年冻土中的微生物,其中可能包含有病毒,值得继续深入研究。”张廷军解释道。

那么,这些苏醒的古老病毒会对人体造成危害吗?

张廷军的回答是:“到底对人类有多大危害,目前依然很不清楚。而且这方面的研究国际上比较少,中国几乎没有开展,仅有的研究也主要是实验室观测、分析实验,还没有在野外实地验证。”从多年冻土的退化速率来看,“要把深层多年冻土中的微生物或病毒释放出来,还需要较长时间,但是研究多年冻土中微生物,特别是病毒的科学问题,刻不容缓!”

当前,世界各国已经关注到冰川融化、多年冻土退化的危害。由于多年冻土中含有大量的有机碳,这些有机碳暂且还被冻结在多年冻土中间,不参加与大气与土壤之间的碳循环。“一旦多年冻土退化,这些被冻结的有机碳被融化,经过微生物分解过程,形成大量的温室气体(CH4和CO2),释放到大气中去,会增加大气中温室气体的含量,进一步加速全球变暖。”而这后果,可能是下一场人类无法承受的灾难。

二氧化碳是主要的温室气体,一旦其增加,将导致气候变化加剧。值得提醒的人,人类的一些不良行为正在加速这一变化。

路易斯·埃斯科博(Luis Escorbar)是弗吉尼亚理工大学的的一名疾病生态学家。他说:“砍伐森林、城市化进程或者农业的发展,让人们更接近野生动植物,更多地暴露在野生动植物携带的病毒下。”

几千年来,大多数病毒都与动物宿主共存,这种共存并不会损害其自然宿主。毕竟,病毒需要宿主的繁衍来延续自身发展。

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图为切昆贡亚热病毒的传播周期。在森林传播中,病毒以“蚊子-猴子-蚊子”的模式传播。在城市中,病毒则以“

病毒的种类很多,其中一种为“逆转录病毒”,是不折不扣的“基因快递员”。当它侵入一种动物体内,就会把遗传物质插入动物的DNA中,在动物细胞分类的时候,会同时将自身的DNA与受病毒入侵的DNA复制一遍,传递下去。


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图源:博客科技

不单单是动物宿主,人类自身也是由病毒“塑造”的。然而病毒有一种特性:它们有时候很“任性”,会发生突变。一旦某种动物身上的病毒突变,就能成为感染人类的新病毒。倘若这些病毒传播到人类身上,就会迅速蔓延并造成重大伤害。

随着人类毁林开荒、加速城市化进程,对自然生态领地的“侵占”不断加大,导致人类与带有病毒的动植物距离更近。病毒感染风险,也在此刻同时增大!

气候变化改变动物栖息和活动范围,导致病毒随之扩散

气候变化还意味着传染病将传播到新的地方。

美国USAToday网站刊文指出,截至到2019年5月,美国致命和罕见的脑部疾病爆发,已导致11人死亡。科学家说,由于气温异常升高,一种名为东方马脑炎的疾病可能会更加严重。

受到气候变化的影响,美国不断遭受热浪、洪水、干旱。这些气候的变化,反过来作用于环境以及栖息在其中的微生物、病毒和昆虫,导致他们在新的地区以及不同以往的时间内出现或者繁殖。

加利福尼亚州斯坦福大学的生物学教授艾琳·莫迪凯伊(Erin Mordicai)说:“虽然很难将任何特定的疾病时间归因于全球变暖,但是可以肯定的说,气候变化会改变疾病动态。”

斯坦福新闻网刊文阐述了莫迪凯伊的另一个发现:“温度升高会使媒介传播的疾病到达最佳温度或者‘转折点’,在这个温度或者传播点上,传播会减慢。疟疾最有可能在25摄氏度传播,寨卡病毒最高在29摄氏度传播。然而,随着气候变暖,一些传播病毒的蚊子北迁,会加大北部寒冷地区传播的几率。”

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如果二氧化碳排放量维持现在水准,2080年埃及伊蚊的活动范围 图源:Stanford News

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如果超出《巴黎协定》规定的目标,则2080年埃及伊蚊的活动范围 图源:Stanford News

已有证据表明,通常在冬天才会出现的流感病毒毒株,能够在温暖的环境下生存。比如在夏天,一些鸟类会将源自亚洲的病毒带走。由于气候变化和冬季暖化,鸟类不得不飞往更北部的地方,和其他鸟类接触,将病毒传播与其他的流感接触。气候变化影响下的鸟类迁徙,会导致禽类互换流感类型,孕育新的潜在风险和新的菌株。

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候鸟迁徙路径和流感爆发地示意图 图源:wetland international

温度升高使人类免疫力下降,病毒也随之变强了

美国TIME网站近日刊文指出:不断变暖的气候会令人类的免疫力下降,这意味着病毒有了可乘之机。

人类的身体是抗击病毒的机器。当病原体进入身体,人们会发烧,让升高的体温刺激免疫系统打败病毒。在理想的情况下,热量创造了一个环境,让病原体难以生存。文章指出,“但是,随着自然界的温度不断升高,病原体生存的环境也在整体升温。在这种情况下,它们更加能够适应人体发烧的体温。一旦病原体适应更高的温度,我们的免疫系统就无法发挥作用。”

例如,由于蝙蝠体温高,一直处于“发烧”状态,因此它们可以携带全部的病原体而不受其侵害。全球温度的继续升高,蝙蝠可以继续受到其体温的保护,但其携带的病原体对人类而言却更加具备杀伤力。

2019年2月19日,《美国国家科学院院刊》刊发了一篇题为《较高的环境温度会抑制对甲型流感病毒感染的适应性免疫反应》的文章。

研究人员在不同温度条件下,用3组健康的成年雌性小鼠进行实验。一组小鼠处于较冷的4摄氏度温度中,另一组处于室温约22摄氏度中,最后一组放在高热温度36摄氏度中。

然后,研究人员用流感病毒感染了3组小鼠,并对它们的免疫反应差异进行比较。

研究人员发现,尽管共生微生物群保持完整,但与保持在室温下的小鼠相比,暴露于高温的小鼠减少了食物摄入,体重减轻了10%。这说明,生活在温度高热环境中的小鼠,在应对流感病毒时,免疫系统受到阻碍,体质变得很弱,不能激发应对流感病毒感染的适应性免疫。


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实验表明,暴露于高热量的小鼠不能激发针对流感病毒感染的适应性免疫。 图源:pnas.org

如果这一实验结论真的应验,是否意味着当气候变暖,病毒越来越难以击败,我们人类也会变得更脆弱了?

尾声:下一场灾难可以阻止吗?

当携带病毒的热带蚊子越飞越远,人类是否有能力应对不断向北扩散的传染疾病?当北极冰盖融化,“沉睡”了数万年的未知病毒重新被激活,我们真的能与之抗衡吗?

即便新型冠状病毒消失后,我们也可能面对新的危机:冰盖融化、海平面上升、厄尔尼诺和拉尼娜频繁登场、山火频发、城市淹没……在这颗人类赖以生存的蓝色星球上,下一次等待我们的会是什么?

我们可以选择对自然更加敬畏,包括对其中的一切生物!

我们可以采取更绿色、低碳的生活方式!节约用水、少开一天车!

气候变化导致的危机并不遥远,实际上正发生在当下。你我他都牵连其中——雪崩之下,没有一片雪花是无辜的。

应对气候变化,是人类刻不容缓的当务之急。

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