蓝色的病毒星球
同学们都看过电影《超人归来》吧,超人有一个秘密基地——水晶洞。当超人为了爱情而放弃力量时,他来到水晶洞从水晶石里得到父母传承的知识并且重新获得了“氪星”力量。在现实的地球上,墨西哥境内就有一个巨大的令人震惊的水晶洞,洞内石膏晶体的体积让人叹为观止,其中一些的高度达到 11 米,重量达到 55 吨。它形成于 2600 万年前,千万年来都处于封闭的环境中。水晶洞穴分布在火山岩浆口附近,里面的温度超过 60℃,环境非常恶劣,大多数生命在这里都无法生存。2009 年,加拿大病毒学家柯蒂斯·萨特尔到访水晶洞。他和同事从洞穴的水洼里舀了一些水,带回实验室分析。
这些千万年以来与世隔绝的水放在显微镜下,大片大片的病毒展现在科学家眼前,每滴水里都有超过 2 亿个病毒。
无独有偶。2012 年一些俄罗斯和美国科学家在西伯利亚东北部的科雷马河沿岸发现了 70 多个远古时代的松鼠洞,这些洞位于地面下方20 米~ 40 米,科学家们在这些松鼠洞里找到多种古植物的种子和果实。
由于这个深度是与猛犸、毛犀牛等远古哺乳动物的骨骸处于相同年代的永冻层,因此科学家确定,这些种子是3 万年前的植物种子。经过精心培育,科学家们让种子“回生”了,甚至还培植出整株草本植物。法国马赛大学的一对微生物学家夫妻克拉维莱和阿贝热尔受到这项研究的启示,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,他们使用阿米巴虫作为“诱饵”(阿米巴虫是一种单细胞原虫,近年来发现的巨型病毒都以阿米巴虫作为宿主)。如果阿米巴虫能够被感染,就说明冰层里面的病毒能够“复活”。在实验中,活的阿米巴虫被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虫的体内发现了一种新的巨型病毒,这种巨型病毒直径超过 0.5 微米,甚至在光学显微镜下就能观察到,病毒形状有点像一个开口的瓶罐,于是被命名为“西伯利亚阔口罐病毒”。
它生存的年代正是史前人类尼安德特人灭绝之时,在俄罗斯西伯利亚地区的冻土层中封存了 3 万多年。这是目前人类已知的第三种超大型病毒。
实际上早在 1999 年,美国的科学家在格陵兰岛深达近 2000 米的地下冰芯样品中检测到了番茄花叶病毒,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。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地探究生命起源的奥秘。不过,人们也有些担心,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如果释放出来,这对人类以及地球上的其他生命或许是一个严重的威胁。
从深深的地下,到撒哈拉沙漠里,再到南极冰盖之下深藏的湖水中——新发现的病毒无处不在,数量之巨令科学家措手不及,根本来不及仔细研究。是的,我们这个蓝色的星球,就是被病毒所包围的星球。地球上的病毒即使如此之小,全部首尾相连的话,长度也可以达到 4300 万光年,是银河系直径的 30 多倍!目前,科学家已经发现并记录了约 130 万种动物、植物以及各种微生物,但仍有86% 的陆地生物和 91% 的海洋生物是未知的。对于病毒,人类更是知之甚少,科学家已知 263 种可传染人类的病毒,还不到整个可传染人类病毒的 0.5%。
病毒在地球生态系统中非常活跃。它们把 DNA 从一个物种搬运到另一个物种,为生物演化提供了新的遗传材料。病毒也对大量生命体的生存进行了调节,从微生物到大型哺乳动物,无一不受到它们的影响。病毒的作用不仅限于生物,它们还会影响地球的气候、土壤、海洋和淡水。放眼演化的历程,不管哪一种动物、植物或微生物,它们的演化都离不开这些微小却威力无边的病毒。
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