西伯利亞在人們的認知里好像是一片寸草不生的大荒原,從表面上看確實如此,但是隨著全球氣溫不斷升高,西伯利亞的凍土層融化,科學家在西伯利亞的土地之下發(fā)現(xiàn)了很多意料之外的東西,其中包括史前生物和微生物。
西伯利亞的發(fā)現(xiàn)成果
科學家在西伯利亞近北極的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了冰凍的獅子幼崽,它們在洞穴中,看起來像是睡著了。幼崽的金色皮毛上沾滿了泥土,形成了一些褶皺,但其他方面完好無損,它的牙齒、皮膚、軟組織和器官都很完整。
據(jù)推測,它最后一次閉上眼睛大約是28000年之前,但盡管過去了近三萬年,這只獅子的爪子依然鋒利,足以刺破每一位正在研究標本的科學家的手指。它可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的保存最完好的冰河時代動物。
輪蟲是棲息于淡水的多細胞微生物。它們可以承受冷凍,即使是在環(huán)境惡劣的液氮中,還可以承受高溫、干燥和輻射,并且該群體數(shù)百萬年來都沒有重大進化,它們一直是無性繁殖。一項研究發(fā)現(xiàn)了24000年前的西伯利亞永久凍土中也有輪蟲。
在深度凍結(jié)中存活24000年是該物種的最新記錄。輪蟲并不是唯一從永久凍土或冰中出現(xiàn)的生物,西伯利亞的凍土層中還發(fā)現(xiàn)過大約40000年前的活蛔蟲。古老的苔蘚、種子和細菌都在低溫環(huán)境中表現(xiàn)出令人印象深刻地長壽,這引發(fā)了人們對冰川融化的更大擔憂。
凍土下的秘密
永久凍土層是用冰凝固的土,在地球上所占的比重很大,南北半球和南北極地都可以找到它們。永久凍土約占地球堅硬表面的四分之一,最大深度可達1000米。永久凍土代表著土地是恒定的零度溫度,甚至某些地方還能有更低的溫度。
正是因為常年保持在零度的溫度,永久凍土有著過去時代的獨特記錄,包括著甲烷積累、氧同位素比率和動物木乃伊等多個方面。永久凍土也是一個獨特的環(huán)境,不同微生物的隱生階段都會被捕獲并能夠在地下存活長達數(shù)十萬年。
人類已經(jīng)從永久凍土中分離出了多種原生生物菌株和兩種巨型原生生物病毒。從凍土中成功分離出的活微生物的歷史可追溯到距今100萬年前,由于多種原因,這些菌株具有重大的科學意義。首先,這是生物體耐寒性的一個顯著例子,遠遠超過了生物體能存活多久的傳統(tǒng)觀點。
其次,它們很可能以隱生狀態(tài),即假死狀態(tài)留在這些沉積物中,這涉及某些人類未知的進化過程,以承受不利因素。最后,由于包囊不會復制,因此被困在永久凍土中的原生生物被排除在總生態(tài)系統(tǒng)進化過程之外,它們是關于地球歷史最好的數(shù)據(jù)。
冰川融化帶來的危機?
冰川融化會使得全球海平面上升這一點已經(jīng)是老生常談了,但是卻鮮有人談到冰川融化或凍土融化會在細菌、微生物等方面造成影響。俄羅斯普希諾的土壤冷凍實驗室一直在挖掘西伯利亞永久凍土層以尋找古代生物。
該小組通過對周圍土壤樣本進行放射性碳年代測定來估計其發(fā)現(xiàn)的生物的年齡。他們在培養(yǎng)土壤樣本約一個月后發(fā)現(xiàn)了活的蛭石,在輪蟲類中,蛭類具有相當不尋常的單性繁殖能力。
這就代表凍土中的一些生物僅僅是被冷凍住了,而不是完全地喪失了生命的能力。在類似實驗中,現(xiàn)代生物被樣品污染的擔憂始終存在,而在現(xiàn)實生活中,現(xiàn)代環(huán)境被冰川中微生物和細菌污染的危險也始終存在。
一些人類并不完全了解的生物可能會隨著氣候變暖而重新出現(xiàn),而它們可能會產(chǎn)生什么影響是人類還沒有完全掌握的。很多證據(jù)表明,很多類型的生物仍然在冰層中存活。至少在微觀層面上,完整的微生態(tài)系統(tǒng)似乎有可能被凍在一起,包括線蟲、輪蟲、原生生物和細菌等。
這些長期休眠的物種將如何與現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)競爭或共存很難預測,但值得進一步考慮。還需要注意的是,已經(jīng)有人居住在了有永久凍土帶的地區(qū),因為隨著南極和北極的融化,那里的自然資源開發(fā)變得更加容易,預計還會有更多人到達那里。
如果把有永久凍土或者冰川的地方比作一片“凈土”,那么頻繁地與人類接觸,頻繁地被人類活動影響,那么人類就可能會接觸到已經(jīng)停止流通數(shù)萬年的傳染源。這并不意味著永久凍土一定會成為新型疾病的溫床,但需要認真對待這種可能性。