2020-05-19
一升海水中,含有1000億個病毒顆粒;青藏高原的古老冰川中分離出29種新型病毒;西伯利亞地區消失了75年的炭疽桿菌又卷土重來……
2020年伊始,突如其來并肆虐全球的新冠病毒,讓人類開始重新審視人類與微生物之間的關系。
5月18日是國際博物館日,南京古生物博物館名譽館長、首席科普專家馮偉民研究員在直播講座《微生物災害的過去與現在:啟示與省思》中表示,自然界不尋常的變化,是導致病菌復活和活躍的推手,比如成年冰層融化復活病菌、地質災害引發病菌災難、極端氣候加速病菌傳染。
馮偉民認為,以新冠病毒為代表的微生物災害,必須讓我們正視人與自然的關系,吸取人類演化教訓,省思警醒人類行為。
微生物是地球生命樹的根基
微生物是細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類在內的一大類生物群體。
這些肉眼看不見的微生物,在構建整個生態系統的構架中發揮了重要作用。
生命演化就像一棵大樹,從遠古走來越來越繁盛,我們人類只是這棵大樹上其中的一員,與微生物相比,人類在地球上存在的時間實在是太短了。
“在23億年前第一次大氧化作用誕生真核細胞時,當今生物鏈最頂端的三大域細菌、古菌和真核生命已然形成。”馮偉民說,古細菌和真細菌都是微生物,構成了地球生物的根基,而無脊椎動物、古植物和脊椎動物才是生物系統的上層組成部分。
對于人類來說,微生物這種地球的“原始住民”,既是毒害惡首,也是演化功臣。
比如23億年前第一次生物大滅絕,以及二疊紀末生物大滅絕都和微生物有關。
以二疊紀生物大滅絕為例,在大約2.52億年前的二疊紀末期,陸地和海洋中共有超過90%的生物死亡,史稱“大滅絕”,是地球5次生物大范圍死亡事件中最為慘重的一次。科學家發現,這居然和綠硫細菌有關。
而人類出現后,曾出現十大病毒災害,僅天花病毒就致死了一億以上的人口。
但是,微生物在地球生命演化和人類文明發展過程中也曾是重要功臣。“哺乳動物本不具有胎生繁殖的能力,病毒‘神助攻’導致了‘胎生’繁殖。”馮偉民說,氧氣的出現,一半也是藍細菌的“貢獻”。
而14世紀到17世紀流行在歐洲大陸的黑死病,是由鼠疫耶爾森菌感染引起的烈性傳染病,一方面導致大量人口死亡,另一方面也動搖了宗教的統治地位,讓科學知識逐漸傳播開來。
海洋、冰川竟是病菌“樂園”
據馮偉民介紹,浩瀚的海洋、“沉默”的冰川都是蘊藏無數的微生物。
海洋是地球上最大的病毒庫,種類預計超過20萬種。每升海水當中,含有1000億個病毒顆粒。病毒的數量是海里面所有魚、蝦、蟹及海洋生物數量加起來總量的15倍,總重量則相當于7500萬頭藍鯨,而整個海洋也就僅有近1萬頭藍鯨。
“科學家做了一個有趣的比喻,如果海洋中的病毒挨個排成隊,那么它的長度甚至超過了4200萬光年,這要比整個銀河系直徑還要大的多。”馮偉民說,海洋里面的病毒數量之多超過我們想象。
冰川也是病毒等微生物滋生的地方,并且微生物憑著強大的適應性,可以在冰川中存活很長時間。科學家在青藏高原西昆侖山古里雅冰川中,從距今520-15000年范圍內的冰芯里分離出了18種細菌和33種病毒,其中29種病毒是人類之前從未遇見過的。
過去,這些海量的微生物遠離人類,但是自農業革命以來,人與病菌的關系越來越密切。英國《自然》雜志在2008年曾經做過統計,在新的病毒當中有60%病毒是人畜共患的,而且72%又是以動物的病原體所引起的。
冰川消融或致病毒卷土重來
科學家觀測表明,在過去25年中南極有3萬億噸的冰融化,而其中的50%就是在過去5年所發生的。
“在融化過程當中,冰封十幾億年十幾萬年的致命病毒,可能因此而重見天日,出來危害人類。”馮偉民說。
這并不是危言聳聽,一些跡象表明,這種形勢已經越來越嚴峻的擺在了人類的面前。
在冰天雪地的西伯利亞,75年之前炭疽桿菌曾經導致了當地人大量死亡。現在,這種病菌又再次出現,原因是大量的人類活動加速了永久凍土層融化,導致被冰雪覆蓋的炭疽桿菌又一次地影響了當地的民眾的安全。
此外,地質災害和極端氣候也會引起病菌災害、加速病菌傳染。
“成千上萬種的細菌與病毒封存在冰川巖石和化石中,或生活在地表、深海底部熱泉中,或者寄存在現代動植物體中。我們在開發利用這些資源時,一定要慎之又慎,以免給人類帶來不可預料的災難。”馮偉民表示。
馮偉民認為,從另一個角度來說,人類生活在地球上,不斷地向地球索取,就像病毒來到我們人類細胞中一樣,依靠我們的身體不斷復制,也不斷地產生病毒感染我們。“人類不要成為地球的‘病毒’,讓自然界的病毒來免疫人類,而要成為大自然生態平衡的推動力。”
“現代化讓人類更有能力走到世界的每一個角落,但打破了動物、植物相互適應,各取所需,生息繁衍的自然平衡,甚至導致了生物的大滅絕。” 馮偉民說,在生物界里面,人類并非獨占鰲頭,當今的地球環境實際上是協同演化的結果,無數次的微生物災害值得人類再次審視與自然之間的關系。