《科学画报》
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巨型病毒会打开“潘多拉的盒子”吗？
2020-10-28 10:24:00偶然发现巨型病毒
1992年，在英国布拉德福德的某处水塔中，科学家发现了一种非常奇怪的微生物。它在显微镜下呈现出病毒的形态，体积却比常规病毒大很多。当时，它被认为是一种细菌，但是似乎又与人们通常的认知并不一致。
直到2003年，科学家经过分离鉴定后，证实了这是一种新型病毒，并将其命名为拟菌病毒（意思是这种病毒的颗粒较大，和细菌等微生物的大小差不多）。拟菌病毒的颗粒呈二十面体，直径长度为600～750纳米，在光学显微镜下可直接被观察到。
拟菌病毒一般以阿米巴虫和其他原生生物为自然宿主。宏基因组的调查显示，拟菌病毒普遍存在于海水中，可感染海洋异养原生生物和调控浮游生物种群。根据拟菌病毒的颗粒大小推测，其可被各种吞噬细胞（包括人类巨噬细胞）所吞噬。
拟菌病毒或许与临床的肺炎症状有关，但病毒对疾病的作用机制尚不清晰。它们也可能与类风湿性关节炎有一定关联。但几乎没有事实证明拟菌病毒是一种可以使人类患病的病原体。截至目前，仅有少数的拟菌病毒被详细描述，因此科学家需要对更多的拟菌病毒进一步研究和分类。
令人震惊的潘多拉病毒
拟菌病毒的起源非常古老，因此对拟菌病毒的研究成果，已经在生命起源的争论中成为一种新的论据。
2013年，法国微生物学家让·米歇尔·克拉弗里的研究团队发现了潘多拉病毒。在此之前，大部分已知病毒的直径一般为10～500纳米，当观察到直径达1微米（相当于1000纳米）的潘多拉病毒时，科学家震惊不已。在当时，潘多拉病毒是有史以来发现的世界上最大的病毒。
奇怪的是，潘多拉病毒的基因与其他生物的类似度仅有6%，这让科学家百思不解。人们猜测这一病毒来自远古时代，甚至可能源于火星等其他星球。这也是该病毒被称为潘多拉病毒的缘故。
3万年前的巨型病毒“复活”
2012年，俄罗斯和美国的科学家在西伯利亚东北部科雷马河沿岸，发现了70多个古松鼠洞，洞中保存有多种远古植物的种子。这些洞和远古哺乳动物（如猛犸、毛犀牛等）的骨骸，处于同一时期的永冻层。科学家推断，这些种子来自3万年前。经过精心培育，科学家不仅让种子“复活”，甚至还培养出完整的草本植物。
受这一事件的启发，克拉弗里及其团队产生了一个设想：既然远古植物能够复活，那病毒是否也能从冻土或冰层中复活呢？
2014年，克拉弗里团队的研究人员在俄罗斯西伯利亚地区，采集了一些地下30～40米处的冰层样本，并带回实验室。
实验过程中，他们发现了一种新型的巨型病毒，其生存的时期在距今3万多年前，正是史前人类尼安德特人灭绝之时。
在光学显微镜下，这种病毒颗粒的形状像橄榄球一样瘦长，直径可达1.5微米，比之前发现的巨型病毒纪录保持者潘多拉病毒更大一些，是目前为止发现的最大病毒。由于一端有开口，看起来像一个细长的罐子，科学家将其命名为西伯利亚阔口罐病毒。
令人生畏的是，西伯利亚阔口罐病毒拥有约500组基因，尽管远远少于潘多拉病毒的基因组数量（1900～2500组），但其自我复制模式更为复杂，且具有感染阿米巴虫的能力。好消息是，研究人员表示，目前该病毒不会对人类和其他哺乳动物产生影响。
藏在冻土中的病毒
这并非科学家首次从冻土里发现病毒。1999年，美国科学家在格陵兰岛深达2 000米的地下冰芯样品中，检测到了番茄花叶病毒的影子。该病毒具有很强的稳定性，即使在冰层里埋藏了14万年，其基因组仍能被检测到。这是迄今为止人类所发现的最古老的病毒基因组痕迹。
马赛病毒也是一种新的巨型病毒，它于2009年由法国科学家在巴黎附近一处冷却塔水中采样获得。马赛病毒颗粒是一个直径约250纳米的二十面体，其在环境中的流行情况还有待进一步研究。
2015年，法国科学家在俄罗斯西伯利亚地区的冻土层中发现一种巨型病毒，将其命名为西伯利亚软体病毒。该病毒直径为0.6微米左右，可感染阿米巴虫，在导致宿主死亡后，其少量病毒颗粒还可以继续感染复制。
2018年，科学家在巴西的盐湖湖底和3000米深的海底沉积物中，发现了拟菌病毒科的新成员。这些病毒的长度为1.2～2.3微米。这类新的巨型病毒从冰层、盐湖或深海等极端环境中苏醒，它们所面对的这个世界，是一个全新的未知领域，或许这又将开启一次物种间重新认识的历程。
“潘多拉的盒子”
作为天然的病毒保存箱，永久冻土或冰层能将完整的病毒颗粒及其基因组保存相当长的时间。隐藏在这些古老冰层里的病毒家族不仅年代遥远，而且拥有非常繁杂的种类。
比如，科学家于2004年在西伯利亚东北部永久冻土的墓地里发现了天花病毒基因组。再如，永久冻土里还曾发现过各种奇怪的流感病毒、脊髓灰质炎病毒等，其中还有许多病毒至今尚未被查明。
科学家研究这些保存在永久冻土中的远古病毒，在某种程度上可更深入地探讨生命起源的奥秘。然而，让人担忧的是，在北极地区矿业、钻井作业的不断发展以及全球气候逐渐变暖的影响下，埋藏在永久冻土或冰层中的危险病原体或其基因组片段会被释放出来，远古病毒回到“人间”，为了生存，它们有些可能会进化出“超级病毒”。
由于人体的自我防御机制相对脆弱，如果这些已消失几千年甚至几万年的病毒再次回归人类社会，一旦暴发病毒感染疫情，就很可能引发大规模的疾病流行，对人类和环境构成难以预测的“远古危机”。
人们对这类巨型病毒不太了解，导致有关其起源和进化方面的研究难以开展。正是由于存在太多未知，人类担心这些病毒会打开“潘多拉的盒子”，成为招致灾难和瘟疫的源头。
文/刘欢
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