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永久凍土層（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。
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，這些古老的病原體可能會重返生態系。
約1%古老病毒恐破壞生態系統
為了更清楚了解可能的生態影響，國際研究團隊日前發表在《公共科學圖書館–計算生物學》（PLOS Computational Biology）期刊上的研究中，對古老病毒與現代細菌之間的相互作用，建立了數位模型。
通過數萬次迭代模擬，研究團隊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%古老病毒對數位生態系統造成重大破壞。
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%。 病毒入侵者不僅存活下來，且隨著時間推移進化，使生態系統失去平衡。
研究人員使用「Avida」軟體，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。細菌競爭者找到自己的利基，可在循環中繁殖和生存。
在此過程中，繁殖過程出現的微小誤差，創造了遺傳多樣性，形成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，隨後宿主因無法獲得生存或繁殖所需能量而死亡。
休眠數萬年古病原體仍具傳染性？
過去20年，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：美國國家航空暨太空總署（NASA）2022年的研究，調查解凍突發事件碳排放影響，以及穃-米歇爾·克拉維里（Jean-Michel Claverie）長達十年、鎖定永凍土潛在傳染性病原體的研究。
克拉維里是艾克斯馬賽大學（Aix-Marseille University）醫學院醫學和基因體學名譽教授。他於2014年和2015年，從永凍土中復活了所謂「殭屍」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體內複製，導致牠們爆裂並釋放出新病毒顆粒。
克拉維里和他的團隊在2023年2月的一項研究中，報告5個新的古老病毒家族能夠感染變形蟲。這些研究證明，古代病原體儘管休眠數萬年，仍可能具有傳染性。
這份報告的主要作者是斯特羅納（Giovanni Strona）和共同作者布拉德肖（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1/3的細菌，而是生態系統面臨衝擊，細菌多樣性減少了32%。
布拉德肖表示，雖然1%的機率看似很低，但每年有4個sextillion（10的21次方）細胞從永凍土中逃逸出來，遠遠超過銀河系中恆星的數量。「發生這種情況的機會非常多。」
雖然，包括人類在內的現代生物，對遠古病原體幾乎沒有自然防禦機制，不過永凍土地區人煙稀少，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。◇
