【2023年08月19日訊】（記者陳霆綜合報導）科學家警告，永久凍土解凍所釋放出的古代病原體，可能會對現代生態系統構成威脅。
多年凍土層（Permafrost）一般分布在高緯度或高海拔地區，如格陵蘭島、阿拉斯加、西伯利亞、青藏高原和加拿大北部等，是由土壤、沙子和岩石構成的堅硬凍土層，其下層在夏季仍處於凍結狀態。
新研究發現，這些凍土層中有長期處於休眠狀態的微生物，隨著凍土層解凍，可能會使這些古老的病原體重返生態系。
為更好地理解可能發生的生態效應，一個國際研究小組在7月27日發表在《公共科學圖書館– 計算生物學》（PLoS Computational Biology）期刊上的一項研究（鏈接）中，對古老病毒與現代細菌之間的相互作用，進行了數字化建模。
通過數萬次迭代模擬，研究小組追蹤了病毒如何影響細菌群落的物種多樣性。結果發現，大約1%的情況下，古老病毒可能對生態系統造成重大破壞。病毒入侵者不僅存活了下來，且隨著時間的推移，最終使系統失去平衡。
在一些模擬中，遠古病毒使整個生態系統的細菌多樣性減少了32%。
研究人員使用一種名為「Avida」的軟件，來模擬病原體是否能成功滲入生態系統。在二維網格中，細菌會與環境相互作用，爭奪能量和空間。找到自己生存空間的競爭者，可在循環中繁殖和生存。
在此過程中，繁殖過程中會出現一些微小的誤差，從而產生遺傳多樣性，形成一個更加複雜的生態系統。當病毒進入這個環境時，它必須從合適的細菌宿主身上汲取能量。宿主若無法獲得生存或繁殖所需的能量，將會面臨死亡。
過去二十年來，越來越多的研究致力於了解北極地區永凍土融化的後果，例如美國國家航空航天局（NASA）2022年1月的一項研究，調查了在突然解凍事件中碳釋放的影響，以及讓-米歇爾·克拉維里（Jean-Michel Claverie）對鎖定在永久凍土中的潛在傳染性病原體長達十年的研究。
克拉維里是艾克斯-馬賽大學（Aix-Marseille University）醫學院醫學和基因組學名譽教授。他於2014年和2015年，從永凍土中復活了幾種病毒，雖已歷經4.8萬年的歷史，但其中一些病毒仍能在變形蟲內複製，導致它們爆裂並釋放出新鮮的病毒顆粒。
克拉維里和他的團隊在今年2月的一項研究中，報告了能感染變形蟲的5個新的古老病毒家族。這些研究證明，古代病原體儘管休眠了數萬年，但仍可能具有傳染性。
這份新報告的主要作者是斯特羅納（Giovanni Strona）和共同作者則是布拉德肖（Corey Bradshaw）。
斯特羅納說，成功的入侵事件中，物種多樣性可能損失高達32%。這並不意味著病毒殺死了虛擬生態系統中三分之一的細菌，而是生態系統在面臨衝擊下，細菌多樣性減少了32%。
布拉德肖對CNN說，雖然1%的機率看似很低，但每年有4個sextillion（10的21次方）細胞從永久凍土層中逃逸出來。這遠遠超過銀河系中恆星的數量。
「4個sextillion的1%，這是一個大多數人都無法想像的數字。發生這種情況的機會非常多。」布拉德肖說。
包括人類在內的現代生物，幾乎沒有針對遠古病原體的自然防禦機制。所幸含有地球永久凍土的地區人煙稀少。如果遠古病原體以某種方式逃脫，大部分仍難以找到可感染的人群。
但斯特羅納和布拉德肖說，對研究小組來說，這項研究與其說是警告，不如說是行動的號召。他們認為，該研究為評估古代微生物入侵風險，提供了一個框架。還需要進行更多研究，才能確定這對人類或動物種群的影響。
