現代人幾乎已經忘記天花的恐怖了，它是人類歷史上已知最致命的病毒之一，感染的死亡率超過30%，更可怕的是它還極具傳染性，幸運的是它也是唯一被世衛組織確定為人類已消滅的病毒。

圖：天花病毒

從1972起天花疫苗不再更新，在此之後出生的人不再被建議注射天花疫苗，所以現在許多人其實都是沒有註射過這種疫苗的。

然而，由於過去天花的傳播是全球性的，所以幾乎可以100%確定這種已被人類消滅的病毒就在永久凍土中“沉睡”，考慮到天花的傳染性比這次新冠更強許多，如果從凍土中釋放的話，很難想像後果會是怎麼樣。

在全球變暖的背景下，永久凍土的融化並釋放過去冰封的微生物，在幾乎在任何評估中都被認為是危險的。

但是，你可能還有一些疑問，永久凍土中會有哪些病原體，這些病原體真的可以一直保存在永久凍土中並再次甦醒嗎？還有就是現代生物群落對古代病原體真的會沒有抵抗力嗎？

為什麼一些病原體可以在永久凍土中保存下來？

首先，需要明確一點，雖然我們經常會看到永久凍土釋放病原體的相關新聞——因為這是氣候變化的副作用之一，但是沒有人能夠回答具體哪些病原體有機會從永久凍土中甦醒。

永久凍土指的是靠冰粘合在一起的土壤、礫石和沙子的混合物，它出現在北半球高緯度地區，這裡的關鍵就是冰。

這些永久凍土被認為是上新世晚期開始形成的，因為大約250萬年前開始地球開始變得寒冷——這個被稱為第四紀冰川期，其實我們現在還處在這個冰川期中。

但即便在一個大冰期中，地球也不總是一直保持寒冷，它是由相對更加寒冷的冰期和相對溫暖的間冰期交替出現的，很明顯我們現階段就是在第四紀冰川期的一個間冰期中，所以它相對溫暖，這次間冰期是大約從1.1萬年前開始的，這個時間點正好是人類開啟農業時代的時間點，所以說人類的崛起和地球的氣候變化是有直接關係的。

既然永久凍土是從250萬年前左右開始形成的，而且它不停經歷冰期和間冰期，所以在這個時間段內出現的一些病原體都可能被它儲存起來。

那麼，為什麼有些病原體可以保留這麼長時間並再次甦醒呢？

要讓生物經歷漫長的冰封並甦醒並不是一件容易的事，實際上絕大部分病原體經過漫長的冰封都不會甦醒，但是有一些除外。

首先，具有細胞結構的病原體（細菌、真菌這些）往往更加不容易在冰封中存活下來，因為冰凍細胞的時候，其中水分製造的冰晶會破壞細胞結構，這個也是現在人體冷凍技術的難點之一。

但是，許多單細胞微生物和簡單的多細胞生物都非常頑強，它們應對極端環境會進入休眠狀態，通常會脫水，所以它們有機會能夠在數万年之後甦醒。

復活最古老的生命，圖源：參考1

據信，現在永久凍土甦醒的最古老的多細胞生物是休眠了4.6萬年的線蟲（一隻雌性微小蛔蟲） ——這也是甦醒的最古老生命[1]，單細胞生物很可能比多細胞生物更具活性，但目前並沒有甦醒過比這個更古老的單細胞生物。

其次，對於非細胞結構的病原體而言，RNA病毒不容易存活下來。

永久凍土之所以成為良好的生物存儲介質，不僅因為它很冷，還因為它根本就是一個生物幾乎無法生存的極端環境，缺氧、光線無法穿透。

這種環境其實給一些非生命病原體保存下來的機會，但即便如此，RNA病毒也不太會保留很久，這是因為RNA是單鏈結構，它本身化學性質就不太穩定，即便沒有光照和氧氣，隨著時間推移它也會被摧毀。

但是DNA病毒不一樣，它們是雙螺旋結構，相當穩定，在沒有更多外部能量輸入的情況下，它可以保留很長時間，永久凍土給了它很好的儲存條件。

圖：永久凍土中復活的病毒

目前從永久種甦醒的最古老的DNA病毒有著4.85萬年的歷史，2022年的一項研究讓它甦醒，並且發現它還具有感染能力[2]。

天花就是一種DNA病毒，而且歷史不是很長，它被保留下來的可能性幾乎是百分百。好消息是，DNA病毒因為穩定，它不會像RNA病毒那樣隨意突變，從而難以控制。

現代生物群落對古代病原體真的沒有抵抗力嗎？

我們知道，這些被冰封在永久凍土中的病原體，曾經肯定是感染著他們的宿主的，經過漫長的進化，現有的生物群落能否繼續抵抗它們呢？

最近發表在《科學公共圖書館·計算生物學》雜誌上的一項研究就是通過一個模型給出了答案，大約只有1%——他們稱之為“黑天鵝”病毒病原體，可以顯著破壞最近進化的細菌群落[3]。

這個科研團隊以數字方式模擬了能夠感染細菌樣宿主並引起疾病的病毒樣病原體的進化。

這個模型模擬了現實中病原體和宿主間的競爭情況——一些病毒感染並殺死了一小部分類似細菌的宿主，而其它細菌宿主則對不斷進化的病原體產生了免疫力。

然後，他們再通過更早幾代的病毒樣病原體“感染”5％最近幾代進化的細菌樣宿主，結果發現大約1%的古代病毒依然對現代進化的宿主具有顯著破壞力，一些古病毒的入侵導致32%的現代細菌宿主死亡。

不過，有趣的是，也有一些古代病毒入侵，導致類細菌物種的多樣性增加了12%。

雖然1%的概率確實不是很高，但是考慮到32%的死亡率，永久凍土的融化，病原體甦醒的話，風險肯定是有的。

不過，人類宿主和其它宿主有很大的不同，我們實際上並不是只通過進化來對付病原體，我們還有自己的科技，和智能（體現隔離方面）。

DNA病毒相對來說是好對付一點的，所以人類史上唯一攻克的病毒就是一種DNA病毒（天花），只要它的變異能力不是很強，我們限制它們傳播的科技和狠活還是很有一套的。

細胞類的病原體就更別提了，從抗生素誕生開始，這些病原體就不太會造成超大規模的疫情。

所以，我的答案是，永久凍土融化並釋放病原體造成人類大規模疫情的可能性是比較低的，但是對其它生物的影響就說不好了——肯定比人類要嚴重得多。

另一方面，永久凍土的融化永遠不是只有病原體甦醒這麼一個負面影響，其中溫室氣體的釋放可能比病原體更可怕。

因為永久凍土中冰封著海量甲烷，這也是溫室氣體，而且它可比二氧化碳製造溫室效應的能力要強許多——甲烷在大氣中捕獲熱量的能力是二氧化碳的25 倍以上。

參考資料：

[1].https://www.livescience.com/planet-earth/arctic/nematode-resurrected-from-siberian-permafrost-laid-dormant-for-46000-years

[2]https://doi.org/10.3390/v15020564

[3].https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1011268