北極4萬年古生物被喚醒，永久凍土融化，會否導致遠古病菌復蘇？

2025年10月發表在《地球物理研究雜志·生物地球科學》上的研究揭示，來自加州理工學院的團隊在永久凍土隧道研究設施中，成功喚醒了沉睡約四萬年的微生物群落。

研究人員特里斯坦·卡羅描述，隧道里彌漫著類似廢棄已久的發霉地下室的特殊氣味，對微生物學家而言，這卻是令人興奮的信號，它意味著微生物活動的存在。團隊從隧道墻壁上收集了樣本，通過加入重水來追蹤微生物如何利用水分，隨后將環境溫度調節至約12攝氏度，模擬阿拉斯加夏季的條件，觀察在未來的氣候條件下，這種溫度觸及永久凍土深處時可能發生的變化。

實驗初期，這些微生物的活動進展緩慢，每天十萬個細胞中只有一個發生更替。

但到了第六個月，微生物群落發生了戲劇性的重組，甚至產生了肉眼可見的生物膜。這些古老的微生物雖然與現代微生物有所不同，但表現出同樣活躍的生命特征。與此同時，另一項發表在《地球物理研究雜志·生物地球科學》的類似研究也指出，在深層古老的永久凍土中，微生物在解凍后的第一個月內生長非常緩慢，存在明顯的滯后期，每天只有0.001%-0.01%的細胞周轉，呈現出一種“緩慢的重新蘇醒”狀態。

這些微生物之所以能夠在嚴酷的冰凍環境中存活數萬年，得益于它們獨特的生理適應機制。

在營養、氧氣等極端不利條件下，許多細胞會逐漸轉入休眠狀態，僅將能量代謝用于維持基本生存。永凍層作為物理和生物地球化學屏障，有效削弱了地表過程和地殼本底輻射對微生物的影響，使得這個特殊環境成為了一個保存不同地質時期微生物種群多樣性的天然寶庫。當凍土融化，這些微生物復蘇后，會開始分解原本冰封在凍土中的有機物，釋放出二氧化碳和甲烷等溫室氣體。

北極永久凍土是地球上一個對氣候敏感的大碳庫，其碳儲存量大概是現今大氣碳儲存量的兩倍。

根據政府間氣候變化專門委員會2021年發布的《第六次評估報告》，全球每升溫1℃，凍土可能會釋放相當于140億至1750億噸二氧化碳的溫室氣體。與人類活動在2019年排放的約400億噸二氧化碳相比，凍土的排放量可謂不容忽視。高緯度地區雖然相對寒冷，但夏季持續時間更長，升高的溫度可深入到長期凍結的永久凍土中。研究也表明，微生物可能需要幾個月的時間才能完全蘇醒，這意味著長時間高溫之后，影響才會顯現。

正如卡羅在新聞聲明中強調的：“在阿拉斯加的夏天，可能會有幾天很熱，但更關鍵的是夏季的延長，這種溫度可能會延續到秋天和春天。”

那么，永久凍土的融化會不會導致遠古病菌復蘇，并威脅到人類的生命安全呢？對于這一點，暫時倒是不用過分擔憂，因為微生物群落的恢復力是一個復雜的概念。有研究指出，微生物群落對干擾的響應可能呈現四種情況：完全恢復（組成和功能都恢復到原始狀態）、完全生理適應（組成恢復但功能不恢復）、完全功能冗余（功能恢復但成分不恢復）、不恢復（組成和功能都不能恢復到原始狀態）。

更常見的是不完全恢復，因為基線環境條件的變化或生態系統演替可能阻止微生物群落恢復到原始狀態。

面對永久凍土融化可能帶來的氣候變化加速，國際社會需要更加積極的應對措施。根據聯合國《2021排放差距報告》，即使各國履行最新的無條件減排承諾，本世紀末只有66%的機會將相對于工業化前水平的全球升溫控制在2.7℃內，有90%的機會只能控制在3.3℃內。這一預期遠高于《巴黎協定》訂下的2℃或1.5℃目標。如要實現《巴黎協定》的氣候目標，全球減排力度必須大幅提升。