一块冰,能冻住时间多久?格陵兰给出的答案,比多数人想的要长。2009年,美国宾夕法尼亚州立大学拉夫兰·克兹带领的团队,从格陵兰冰盖3042米深处取出的冰芯里,分离出一株还在休眠的超微细菌。
那片冰层形成于至少12万年前,科学家把它放进2摄氏度的培养箱,等了七个月,又换到5摄氏度,再等四个多月,这株被命名为 Herminiimonas glaciei 的小家伙,居然活了过来,开始分裂。
它的个头只有大肠杆菌的十分之一到五十分之一,论文登在《国际系统与进化微生物学杂志》上。
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十二万年,人类从洞穴走进城市,从石器走到芯片,它只是在冰里睡了一觉。这口“冷库”里,究竟还压着多少这样的东西?
格陵兰冰盖是地球第二大冰盖,面积约183.39万平方千米,平均厚度约2300米,最厚处约3400米,攥着全球约十分之一的冰量。
它要是全化了,全球海平面得抬升约7米。这么厚的一摞冰,不是一天堆起来的,而是一层一层雪压出来的年轮,每一层都封着当年的空气、尘埃和落上去的微生物。
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人类早就想拆开这摞年轮看看。1992年7月,欧洲八国合作的GRIP计划在冰盖顶部钻到2980米;1993年7月1日,美国主导的GISP2钻孔穿透冰盖,还往基岩里多钻了1.55米。
冰芯被切成段,装进管子,一路冷链运下山。那里面装的不只是气候记录,还有一整座被冻住的微观世界。
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2024年,一项发表在《自然·地球科学》上的研究,把这座世界的一角照亮了。美国俄亥俄州立大学与中国科学院等机构的团队,从青藏高原古里亚冰川钻取了一支309.7米长的冰芯,采样点海拔6200米,冰芯直径约10厘米,一直钻到基岩。
冰芯靠牦牛一段段驮下山,再进冷冻车。研究人员从这些冰里重建出1705个大约到物种水平的病毒基因组,样本横跨过去四万多年里的三个冷暖气候循环。作为对照,此前同类研究只恢复出33个病毒基因组。
这1705个基因组里,97%没法归进任何已知的病毒属。剩下能对上号的,大多属于有尾噬菌体纲。换句话说,冰里冻着的绝大多数东西,人类连名字都还没起。
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它们平时在干什么?研究给出的画面挺具体。这些病毒的宿主主要是黄杆菌属、冷杆菌属和极地单胞菌属,都是冰川环境里的常住户。
整个研究时段里,黄杆菌属承受的病毒压力最高,等于被盯得最紧。病毒基因组里还带着一批辅助代谢基因,集中在辅因子和维生素的代谢路径上。
研究人员推测,这些基因可能帮宿主在又冷又缺营养的冰面上多撑一阵,病毒自己也跟着沾光。感染与调控同时发生,冰里的微生物群落就这么被牵着走。
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那这些病毒会不会跑出来害人?目前科学界的口径是谨慎的。这些病毒在冰里待了数万年,与现代生物长期隔离,经历了漫长的遗传漂变,很可能早就失去了感染现代宿主的能力。它们大多是感染细菌的噬菌体,跟人八竿子打不着。
但研究也留了余地:考虑到古代病毒群落的多样性,以及人类对其生物学特性了解得还很有限,不能完全排除某些病毒具备感染现代宿主的潜力,尤其是在免疫力偏低的个体身上。到目前为止,没有直接证据表明这些古病毒对人体构成直接威胁。
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真正让科学家放不下心的,是另一条线上的事。2014年,法国马赛的团队从西伯利亚楚科奇地区的冻土里分离出阔口罐病毒,封存超过三万年,仍有感染性,论文发在《美国国家科学院院刊》。
2023年,马赛艾克斯大学的米歇尔·克拉维里团队又报告,从永久冻土中复活了几种古病毒,最古老的可追溯到4.85万年前,同样具备感染性。这些实验用的都是阿米巴虫,不是人,但它证明了一件事:时间够长,不等于彻底失活。
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奥胡斯大学亚历山大·阿内西奥团队的系统探测发现,一小片冰川融水区域就可能孕育多达4000种微生物,细菌、藻类、病毒、显微真菌凑成一个完整生态。冰面上的藻类把冰染黑,反照率一降,融化就更快,据测算能让融化速度提升约20%。
2021年《自然·通讯》的一项研究,在格陵兰冰盖西缘设点观测,第一次量化了近表面风化壳里微生物的输运和碳输出。融水顺着冰面沟槽往下走,把这些细胞和有机质一路带向冰下和下游。
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2000年到2023年,全球冰川物质减少约5%,约6.542万亿吨;2012年至2023年的减少速率,比2000年至2011年高出约36%;2023年一年就少了5480亿吨。
北极变暖的速度约为全球平均的四倍。格陵兰冰盖已经连续二十五年,融化季失去的质量多过冬季补回来的。
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所以科学家担心的,不是某一株病毒突然跳出来,而是这套运行了数万年的隔离被一点点拆掉。冰退到哪里,被封存的东西就暴露到哪里,进入空气、融水、土壤,遇上全新的微生物群落和化学环境。
它们会怎样互动,会不会携带耐药基因,会不会改变下游生态的碳氮循环,这些问题目前都还没有答案。2025年至2034年被联合国定为“冰冻圈科学行动十年”,2025年起每年3月21日设为世界冰川日,监测与评估正是其中的重点。
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