融化的冰和永久冻土中出现的古老病原体有侵蚀生态系统的风险

气候变化可能会加速融化的永久冻土和冰块释放出“穿越时空”的病原体，这些病原体被困了数千年。它们的出现增加了对全球环境甚至人类本身的威胁。

虽然冰川和永久冻土融化可能导致多种休眠病原体重新出现，但这些微生物对现代生态系统造成的潜在破坏却很难预测。

但欧盟委员会联合研究中心的乔瓦尼·斯特罗纳博士和澳大利亚弗林德斯大学马修·弗林德斯全球生态学教授科里·布拉德肖今天发表在开放获取期刊《公共科学图书馆计算生物学》上的一项新的全球研究计算了这些不可预测的古老微生物的释放。

研究人员构建了模拟实验，其中过去的数字病原体入侵了类似细菌的宿主群落。他们将入侵病原体对宿主细菌多样性的影响与未发生入侵的群落中的影响进行了比较。

研究人员发现，在他们的模拟中，古代入侵的病原体通常可以在现代世界中生存和进化，并且大约 3% 在新环境中成为主导。

大约 1% 的入侵者呈现出不可预测的结果——有些导致多达三分之一的宿主物种灭绝，而另一些则与模拟中不允许逃跑的模拟相比，增加了高达 12% 的多样性。

这 1% 的释放病原体所带来的风险可能看起来很小，但考虑到定期释放到现代社区的古代微生物的绝对数量，研究人员表示，这些爆发代表着巨大的危险。

“由于收集数据或设计实验来阐述和检验假设的挑战，有关该主题的科学辩论一直以猜测为主。我们首次通过先进的计算机模拟，对这些‘时间旅行’病原体对现代生态群落造成的风险进行了广泛的分析。”主要作者 Giovanni Strona 博士说道。

“我们发现，入侵的病原体通常可以生存、进化，并且在少数情况下，在群落中变得异常持久和占主导地位，从而导致现存物种数量的重大损失或变化。因此，我们的研究结果表明，迄今为止仅限于科幻小说的不可预测的威胁实际上可能会构成严重的风险，成为生态破坏的强大驱动因素。”

弗林德斯大学教授科里·布拉德肖(Corey Bradshaw)表示，新发现表明，未知“黑天鹅”病原体入侵可能造成不可逆转损害的风险不容忽视。

“从这个角度来看，我们的结果令人担忧，因为它们指出了由目前困在永久冻土和冰中的病原体产生严重生态影响的罕见事件所带来的实际风险。在最糟糕但仍然完全合理的情况下，与我们的非侵入性对照相比，单一古老病原体的入侵使其宿主群落的规模减少了 30%。”

“作为一个社会，我们需要了解这些古老微生物带来的潜在风险，以便我们能够为它们释放到现代世界带来的任何意外后果做好准备。结果告诉我们，这种风险不再只是一种幻想，我们不应该做好防御准备。”

研究人员使用密歇根州立大学开发的人工生命软件平台 Avida 来构建和测试数字病原体向生物群落的模拟释放。