7月底，世界各國媒體都將關(guān)注的焦點置于俄羅斯科學(xué)院土壤理化及生物問題研究所的一間實驗室。在這里，兩種已經(jīng)在西伯利亞永久凍土中冰封了數(shù)萬年的線蟲，重新解凍復(fù)蘇，開啟了全新的生命旅程。
這是人類第一次復(fù)活冰凍如此長時間的多細(xì)胞生物，兩種線蟲也用自己獨特的“凍齡“秘術(shù)成功地登頂現(xiàn)存動物壽命排行榜。在它們漫長的沉睡開始時，長毛猛犸象還游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。永久凍土占據(jù)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(dá)650米（阿拉斯加Prudhoe Bay）。
遼闊的西伯利亞永久凍土區(qū)，作者：荊博
之前在西伯利亞的永久凍土樣品中，科學(xué)家們成功地復(fù)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么屬于單細(xì)胞動物，要么屬于還有萌發(fā)能力的種子。需氧/厭氧細(xì)菌、藍(lán)綠藻、放線菌、單細(xì)胞綠藻、酵母、阿米巴變形蟲、異養(yǎng)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(xì)胞生物的復(fù)活卻一直沒有實質(zhì)性進展。雖然曾經(jīng)有過在冷凍標(biāo)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(yuǎn)，相關(guān)研究也未能引發(fā)較大影響力。
另一方面，由于特殊的自然地理條件，保存完好的古代動物遺跡在西伯利亞時有發(fā)現(xiàn)。在這個極寒之地，長毛猛犸、長毛犀牛、穴獅等已經(jīng)于更新世（約260萬年前到1.2萬年前，地質(zhì)時代第四紀(jì)的早期）滅絕的大型動物都曾經(jīng)出土過，并且它們的完好程度常常令人驚訝。
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西伯利亞永久凍土中發(fā)現(xiàn)的幼年長毛猛犸象尸體，作者：James St。 John on VisualHunt
然而，當(dāng)它們被從幽暗冰冷的地底發(fā)掘出來時，即便它們?nèi)匀槐Ａ糁暗哪樱苍缫咽チ松盍?。所以，?dāng)兩種線蟲們開始在培養(yǎng)皿中緩緩蠕動的時候，研究者們的興奮之情可想而知。
復(fù)活線蟲——既不簡約又不簡單的科學(xué)探索
兩種線蟲中比較年輕的一種采集自科雷馬河（Kolyma River）下游Duvanny Yar的一處松鼠洞穴遺跡，地層年代經(jīng)由碳同位素測定，距今已有32000年。
另外一種線蟲采集自對阿拉澤亞河（Alazeya River）沿岸的一處冰川沉積物進行的巖心鉆探。樣品取自距離地表3.5米深處的巖心，經(jīng)由碳同位素測定，距今約為42000年。
這兩件樣品分別采集于2002年和2015年，之后一直在實驗室中保存于-20攝氏度的環(huán)境中。另外值得一提的是，進行該項研究的科學(xué)家們同時采集了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(fù)活了遠(yuǎn)古線蟲。
兩種樣品的提取地點，作者：荊博
主導(dǎo)該項研究的俄羅斯科研機構(gòu)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(fù)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(shù)難點最近才終于得以攻克，遠(yuǎn)古線蟲的復(fù)活道路就此掃清了障礙。
科學(xué)家們首先將2克左右包含冰凍線蟲的土壤樣品置于培養(yǎng)皿中，創(chuàng)造各種適宜線蟲生存的條件以便讓它們的種群盡可能的迅速增殖壯大。終于，在數(shù)周的精心培養(yǎng)之后，三百多個培養(yǎng)皿中有兩個出現(xiàn)了身長僅有幾百微米的線蟲活體。這些珍貴的微小生物隨后被轉(zhuǎn)移到瓊脂和特殊的營養(yǎng)液中，以大腸桿菌作為主食繼續(xù)精心培養(yǎng)。
雖然兩種線蟲的近代種群都有雄性形態(tài)，但這次復(fù)生的全部線蟲都是雌性。由于雌性個體的解剖學(xué)特征相對雄性更少，單純依靠形態(tài)進行分類學(xué)研究存在不甚科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)之處。為此，科學(xué)家們在對兩種復(fù)生線蟲的形態(tài)學(xué)和形態(tài)測量學(xué)進行詳細(xì)表征后，也對它們?nèi)旧w上一個被命名為為18S rRNA的基因進行了測序。在與基因數(shù)據(jù)庫中的線蟲18S rRNA序列進行對比后，兩種線蟲的種系分類才算告一段落。種系分析結(jié)果顯示，兩種線蟲分別隸屬于Panagrolaimus detritophagus和 Plectus parvus兩個種，它們的現(xiàn)代種群已經(jīng)分別在1930年和1865年得到確認(rèn)。
某種Panagrolaimus屬內(nèi)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(xì)胞。圖片來源：參考文獻(xiàn)2
目前，這兩種線蟲已經(jīng)在維基百科上擁有了屬于自己的頁面，它們的事跡——世界上第一例長期冷凍復(fù)蘇的多細(xì)胞動物也赫然列明于其中。相對于大部分線蟲無足輕重的存在感，這兩種線蟲已經(jīng)可以說是聲名遠(yuǎn)揚了。
遠(yuǎn)古線蟲封印解除——喚醒冷凍的人體還遠(yuǎn)嗎？
將人體冷凍進入休眠狀態(tài)從而度過星際旅行的漫長時間是眾多太空科幻作品的經(jīng)典橋段。在電影描述的這種冰凍狀態(tài)下，人體大部分生命活動得以暫停，直到被喚醒為止，相當(dāng)于壽命無形中得到了延長。
雖然高等生命體與線蟲同屬于多細(xì)胞生物，然而實際當(dāng)中，人體一旦進入冷凍休眠模式生命就會消亡，因為人體的復(fù)雜性絕非線蟲所能比擬。電影中的喚醒無異于讓人死而復(fù)生，而且還能生龍活虎，科幻屬性一目了然。常識告訴我們，長期冷凍后的高級生命體想要再次復(fù)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(gòu)成元素從物質(zhì)和材料的角度來說，主要包含了水、蛋白質(zhì)、脂肪、無機鹽類等等。這些物質(zhì)在面對冷凍處理時的反應(yīng)和耐受能力也不盡相同，例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)在冷凍后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(xì)胞這樣對于冷凍有良好耐受能力的細(xì)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(fù)功能同樣令人悲觀，人類大腦內(nèi)天文數(shù)字般的蛋白質(zhì)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(jīng)能否在復(fù)蘇后恢復(fù)正常功能，調(diào)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(fù)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……
位于烏克蘭國家科學(xué)院低溫生物學(xué)及低溫醫(yī)學(xué)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(xué)家們已經(jīng)在論文中為其意義做出了理性客觀的注解，“這項研究揭示了多細(xì)胞生物在經(jīng)受長期自然冷凍后仍能成功復(fù)蘇的可能性。更新世線蟲在應(yīng)對冷凍時的某些適應(yīng)機制將可能對低溫醫(yī)學(xué)、低溫生物學(xué)、以及天體生物學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生啟發(fā)?！?/p>
我們從中可以看出的是，多細(xì)胞動物的冷凍復(fù)蘇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(dāng)?shù)偷鹊纳锒选Ｄ敲?，我們是否可以就此質(zhì)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后研究關(guān)注的重點應(yīng)是線蟲細(xì)胞和組織在應(yīng)對凍結(jié)時的防御機制。正是這類看似即時價值不大的基礎(chǔ)研究在不斷推進著人類對于自然規(guī)律的認(rèn)知和利用。
長遠(yuǎn)來說，諸如先進御寒技術(shù)、凍傷組織修復(fù)、生物來源食品的冷凍保鮮等低溫生物學(xué)和低溫醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)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(guān)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采訪的過程中，參與這項研究的科學(xué)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(guān)研究人員帶來更多珍貴的古代動植物、細(xì)菌標(biāo)本，這樣的饕餮盛宴當(dāng)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(huán)境惡果才開始慢慢顯現(xiàn)。
例如，解凍后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(dāng)?shù)亓餍胁》揽夭块T帶來新的壓力。2016年8月底發(fā)生在俄羅斯北部的一次炭疽疫情就很有可能是由死于炭疽的古代馴鹿遺體造成。當(dāng)年均溫度不斷升高，凍土逐漸解凍，冰封于凍土中的遺體暴露后，休眠的細(xì)菌以及存在于獵食動物身上的病原菌便會以尸體為中心發(fā)生交差感染。人類接觸了感染動物后，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
最后，無論如何，我們應(yīng)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(yuǎn)處。如今它們在培養(yǎng)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犸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，這場暌違四萬年的蘇醒，對于人類來說會是新時代開啟的帷幕嗎？
