西伯利亞線蟲四萬年沉睡甦醒 人類冰凍休眠曙光降臨

7月底，世界各國媒體都將關注的焦點置於俄羅斯科學院土壤理化及生物問題研究所的一間實驗室。在這裡，兩種已經在西伯利亞永久凍土中冰封了數萬年的線蟲，重新解凍復甦，開啟了全新的生命旅程。

這是人類第一次復活冰凍如此長時間的多細胞生物，兩種線蟲也用自己獨特的「凍齡「秘術成功地登頂現存動物壽命排行榜。在它們漫長的沉睡開始時，長毛猛獁象還遊蕩在西伯利亞的苔原之上。

西伯利亞永久凍土——保存古生物遺體的天然冷庫

永久凍土的英文名稱permafrost來自對permanently frozen ground的縮寫，字面意思來說便是永久冰封的土地。永久凍土佔據了北半球20%的陸地面積，大部分集中在俄羅斯西伯利亞、美國阿拉斯加、加拿大北部和格陵蘭島等地，最厚處可達650米（阿拉斯加Prudhoe Bay）。

遼闊的西伯利亞永久凍土區，作者：荊博

之前在西伯利亞的永久凍土樣品中，科學家們成功地復活了一系列被冰凍的古代生物。然而它們的共同特點便是要麼屬於單細胞動物，要麼屬於還有萌發能力的種子。需氧/厭氧細菌、藍綠藻、放線菌、單細胞綠藻、酵母、阿米巴變形蟲、異養鞭毛蟲、纖毛蟲、苔蘚孢子甚至高等植物種子都榜上有名。

然而，冰凍多細胞生物的復活卻一直沒有實質性進展。雖然曾經有過在冷凍標本中存在二三十年的線蟲成功蘇生的先例，但畢竟時間尚不夠久遠，相關研究也未能引發較大影響力。

另一方面，由於特殊的自然地理條件，保存完好的古代動物遺蹟在西伯利亞時有發現。在這個極寒之地，長毛猛獁、長毛犀牛、穴獅等已經於更新世（約260萬年前到1.2萬年前，地質時代第四紀的早期）滅絕的大型動物都曾經出土過，並且它們的完好程度常常令人驚訝。

西伯利亞永久凍土中發現的幼年長毛猛獁象屍體，作者：James St。 John on VisualHunt

然而，當它們被從幽暗冰冷的地底發掘出來時，即便它們仍然保留著生前的模樣，也早已失去了生命活力。所以，當兩種線蟲們開始在培養皿中緩緩蠕動的時候，研究者們的興奮之情可想而知。

復活線蟲——既不簡約又不簡單的科學探索

兩種線蟲中比較年輕的一種採集自科雷馬河（Kolyma River）下遊Duvanny Yar的一處松鼠洞穴遺蹟，地層年代經由碳同位素測定，距今已有32000年。

另外一種線蟲採集自對阿拉澤亞河（Alazeya River）沿岸的一處冰川沉積物進行的巖心鑽探。樣品取自距離地表3.5米深處的巖心，經由碳同位素測定，距今約為42000年。

這兩件樣品分別採集於2002年和2015年，之後一直在實驗室中保存於-20攝氏度的環境中。另外值得一提的是，進行該項研究的科學家們同時採集了300件類似的永凍土沉積物樣品，不過僅僅在上述兩件樣品中成功地復活了遠古線蟲。

兩種樣品的提取地點，作者：荊博

主導該項研究的俄羅斯科研機構在收集含生物成分永凍土樣品方面的資源條件得天獨厚，但含有潛在復活對象的樣品在運輸儲存過程中的保存條件以及抗菌處理工藝等一系列技術難點最近才終於得以攻克，遠古線蟲的復活道路就此掃清了障礙。

科學家們首先將2克左右包含冰凍線蟲的土壤樣品置於培養皿中，創造各種適宜線蟲生存的條件以便讓它們的種群儘可能的迅速增殖壯大。終於，在數周的精心培養之後，三百多個培養皿中有兩個出現了身長僅有幾百微米的線蟲活體。這些珍貴的微小生物隨後被轉移到瓊脂和特殊的營養液中，以大腸桿菌作為主食繼續精心培養。

雖然兩種線蟲的近代種群都有雄性形態，但這次復生的全部線蟲都是雌性。由於雌性個體的解剖學特徵相對雄性更少，單純依靠形態進行分類學研究存在不甚科學嚴謹之處。為此，科學家們在對兩種復生線蟲的形態學和形態測量學進行詳細表徵後，也對它們染色體上一個被命名為為18S rRNA的基因進行了測序。在與基因資料庫中的線蟲18S rRNA序列進行對比後，兩種線蟲的種系分類才算告一段落。種系分析結果顯示，兩種線蟲分別隸屬於Panagrolaimus detritophagus和 Plectus parvus兩個種，它們的現代種群已經分別在1930年和1865年得到確認。

某種Panagrolaimus屬內的線蟲。該屬線蟲一般直徑約50微米，圖中的S代表精子，E為卵，O為卵母細胞。圖片來源：參考文獻2

目前，這兩種線蟲已經在維基百科上擁有了屬於自己的頁面，它們的事跡——世界上第一例長期冷凍復甦的多細胞動物也赫然列明於其中。相對於大部分線蟲無足輕重的存在感，這兩種線蟲已經可以說是聲名遠揚了。

遠古線蟲封印解除——喚醒冷凍的人體還遠嗎？

將人體冷凍進入休眠狀態從而度過星際旅行的漫長時間是眾多太空科幻作品的經典橋段。在電影描述的這種冰凍狀態下，人體大部分生命活動得以暫停，直到被喚醒為止，相當於壽命無形中得到了延長。

雖然高等生命體與線蟲同屬於多細胞生物，然而實際當中，人體一旦進入冷凍休眠模式生命就會消亡，因為人體的複雜性絕非線蟲所能比擬。電影中的喚醒無異於讓人死而復生，而且還能生龍活虎，科幻屬性一目了然。常識告訴我們，長期冷凍後的高級生命體想要再次復活難上加難。

首先，人體的組織和器官具有極大的多樣性，它們的構成元素從物質和材料的角度來說，主要包含了水、蛋白質、脂肪、無機鹽類等等。這些物質在面對冷凍處理時的反應和耐受能力也不盡相同，例如結構複雜的蛋白質在冷凍後很大概率會失去原有的生物活性，且這一過程幾乎不可逆。類似線蟲細胞這樣對於冷凍有良好耐受能力的細胞在人體中必然是存在的，但人體絕非各部分都能承受冷凍和解凍。

另外，大腦能夠在多大程度上恢復功能同樣令人悲觀，人類大腦內天文數字般的蛋白質分子一旦變性，這部精密的機器能否正常運作？一系列不受意識控制的植物性神經能否在復甦後恢復正常功能，調控最基本的生理活動？思想、意識和記憶等相對高等的大腦機能能夠完全恢復到冷凍之前的水平？不得不說，這些問題的答案想想都令人感到沮喪……

位於烏克蘭國家科學院低溫生物學及低溫醫學研究所的冷凍銀行（low-temperature bank），作者：Прокопюк Владимир Юрьевич

實際上，進行這項研究的科學家們已經在論文中為其意義做出了理性客觀的註解，「這項研究揭示了多細胞生物在經受長期自然冷凍後仍能成功復甦的可能性。更新世線蟲在應對冷凍時的某些適應機制將可能對低溫醫學、低溫生物學、以及天體生物學等領域產生啟發。」

我們從中可以看出的是，多細胞動物的冷凍復甦獲得了歷史性突破確實不假，但研究對象仍然只是線蟲這種相當低等的生物而已。那麼，我們是否可以就此質疑該項研究的價值呢？

實際上，正如作者們所言，這項研究最大的潛在價值是它提示我們今後研究關注的重點應是線蟲細胞和組織在應對凍結時的防禦機制。正是這類看似即時價值不大的基礎研究在不斷推進著人類對於自然規律的認知和利用。

長遠來說，諸如先進禦寒技術、凍傷組織修復、生物來源食品的冷凍保鮮等低溫生物學和低溫醫學領域的相關研究，也將在此過程中受益。與太空休眠相比，這些課題與人類生活的相關程度可就不能說是不密切了。

永久凍土加速解凍——全球變暖下的陰霾

在接受西伯利亞時報採訪的過程中，參與這項研究的科學家在評價他們的心情時用了喜憂參半這個詞。這所謂的「憂」，便是地球暖化帶來的永久凍土加速解凍。

不斷解凍的永久凍土將為相關研究人員帶來更多珍貴的古代動植物、細菌標本，這樣的饕餮盛宴當然會令研究者們感到欣喜。然而，全球變暖給西伯利亞永凍土造成的諸多環境惡果才開始慢慢顯現。

例如，解凍後腐爛的古代動物遺體很可能成為致命病原菌繁育的溫床，給當地流行病防控部門帶來新的壓力。2016年8月底發生在俄羅斯北部的一次炭疽疫情就很有可能是由死於炭疽的古代馴鹿遺體造成。當年均溫度不斷升高，凍土逐漸解凍，冰封於凍土中的遺體暴露後，休眠的細菌以及存在於獵食動物身上的病原菌便會以屍體為中心發生交差感染。人類接觸了感染動物後，不少人畜共患疾病便會進一步傳染給人類。

消融中的永久凍土，來源：NPS Climate Change Response on Visual Hunt

最後，無論如何，我們應該向這群線蟲頑強的生命力致敬。上一次他們「呼吸「泥土芬芳的時候，穴獅的足跡可能就在不遠處。如今它們在培養皿中肆意扭動著四萬歲的蒼老軀體，時間也仿佛回溯到了那個長毛猛獁象仍在西伯利亞荒原上奔跑的年代。四萬年的沉睡，四萬年的天地洪荒，這場暌違四萬年的甦醒，對於人類來說會是新時代開啟的帷幕嗎？