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探寻远古病毒,末日孤舰可能成真吗?  

本文作者:贝塔-鱼

QQ20141013-1美剧《末日孤舰》第一季在好评中完结,在这部电视剧中,一种神秘的病毒在短时间内几乎感染了整个地球上的人类,一艘军舰上的两名病毒学家在北极的冰层里找到了这种病毒的原始毒株,他们认为这种病毒可能是通过海鸟传给了人类。

冰层里真的会有病毒存在吗?

2012年,俄罗斯和美国的科学家在西伯利亚的永久冻土里面,找到了一些植物果实的组织,并通过科学手段成功复活了整株植物。一些法国的科学家受到这项研究的启示,于是他们也来到西伯利亚,想碰碰运气看能不能在冰层中找到远古病毒。

他们采集了一些地下30-40米处的冰层样本带回实验室。在实验室里,他们使用阿米巴作为“诱饵”,想看看冰水里面是否含有能够感染阿米巴的病毒。这样做的好处是,如果阿米巴能够受到感染,就说明冰层里面的病毒能够“复活”。

阿米巴是一种单细胞原虫,近年来发现的一些巨型病毒都以阿米巴作为宿主。在实验中,科学家把活的阿米巴虫放入融化之后的冰水里,没过多久里面的一些阿米巴虫就出现了异常甚至死亡。科学家在这些阿米巴的体内发现了一些像橄榄球的一样的瘦长型颗粒,这是一种新型的巨型病毒,在冻土里面保存了长达3万年之久。

这种病毒粒子的长径可以达到1.5微米,比之前发现的巨型病毒记录保持者潘多拉病毒还要大一些。这种被科学家们命名为西伯利亚阔口罐病毒(Pithovirus sibericum,也有译为陶罐病毒)的家伙一端有开口,在显微镜下面看起来也宛如一个细长的罐子。虽然是一种新型病毒,不过我们并不用担心,因为目前来看这种病毒只能够感染阿米巴原虫。

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这不是科学家第一次从冻土里面发现病毒。1999年,美国的科学家在格林兰岛深达近2000米的地下冰芯样品中检测到了番茄花叶病毒(tomato mosaic tobamovirus)的影子,由于这种病毒很稳定,它们的基因组在冰层里埋藏了14万年还能够被检测到。这也是目前发现的最为古老的病毒基因组痕迹。

无论是阔口罐病毒还是番茄花叶病毒,都不会对人类造成威胁,不过有一些病毒就不一定了。

2004年,一支由法国和俄罗斯科学家组成的考古队在西伯利亚东北部发现了一些墓地群,在这些墓地里面发现了木质的棺木,由于地处寒带地区,所以棺木和里面的尸体保存的比较完整。经过测定,科学家们认定这些棺木是在17世纪到18世纪早期之间埋葬的。其中一个棺木引起了大家的注意,在这个奇怪的棺木里,拥挤的放置了四具尸体,在棺木的外面还有一具。经过分析,科学家们认为这些人可能由于感染了严重的急性传染病而在短时间内死亡,然后被迅速而慌忙地埋葬。

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通过对从其中一个尸体上分离到的组织样本进行基因测序,科学家们惊奇的发现这个尸体内含有天花病毒的基因组,也就是说,这个人很有可能是因为感染了天花病毒而死亡。不过,在尸体中分离到的天花病毒都是小片段化的,这表明其中的天花病毒已经不完整,可能不具有感染性了。对病毒基因组序列进行详细分析之后,科学家认为这个流行在17世纪的天花病毒可能是现代天花病毒的祖先。

除了天花病毒,另一个狠角色——流感病毒,在历史上也曾给人类造成沉重的打击。1918年西班牙流感总共导致了约2000万至5000万人死亡,还有数据表明死亡人数可能达到1亿,而当时世界人口还不到20亿。

科学家们从阿拉斯加永久冻土中找到了一具1918年大流感受害者的遗体,并通过现代测序技术从遗体的样本中获得了那株流感病毒的全部基因组序列。通过这些序列信息,美国疾病预防控制中心的科学家在实验室中重新构建了这株病毒,并用尝试这个病毒感染体外培养的细胞和小鼠。实验结果表明这个病毒对于小鼠的感染能力和致病能力都要强于目前流行的流感病毒。

永久冻土或者冰层是病毒天然的保存箱,无论完整的病毒粒子还是它们的基因组,都能够在其中保存相当长的时间。通过研究保存在其中的远古病毒,科学家们或许可以更进一步的探究生命起源的奥秘。不过,更让人们担心的是,随着全球气候变暖,埋藏在永久冻土或者冰层中的危险病原体或者它们的基因组片段会释放出来,这对人类以及地球上的其他生命或许是一个严重的威胁。

(本文首发于2014年第10期《飞碟探索》)

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