Поки планета нагрівається, а лід тане, вчені попереджають, що ми можемо спостерігати відродження давніх патогенних мікроорганізмів, невідомих на даний момент науці. Ці віруси, які лежали у стані спокою і потрапили в льодовики та вічну мерзлоту - постійно замерзлу землю - протягом сотень, якщо не тисяч років, могли "прокинутися", стверджують дослідники.

На початку цього року вчені, аналізуючи зразки двох ядер з крижаної шапки Гулія в Тибеті, виявили кілька таких вірусів. Одне з ядер було датовано 520 років тому, в той час як інше містить осад, захоплений 15 000 років тому. Чотири з родів вірусу - таксономічний діапазон між видами та сімействами - були вже відомі, але ще 28 ніколи раніше не бачили.

Автори дослідження стверджують, що дослідження пропонує докази "надчистого" методу відбору зразків мікробів та вірусів; достатньо чистий, щоб витягти вірус із льодовика без пошкоджень та без забруднення.

Але він також розкриває розділ біологічної історії планети, в якому викриваються деякі мікроби, що населяли ґрунт сотні чи тисячі років тому, і теоретично могли повернутися на поверхню в міру танення льоду.

Автори попереджають, що танення льоду "вивільнить мікроби та віруси з льодовиків, які опинились у пастці та зарезервовані на десятки або сотні тисяч років".

Це плавлення може знищити мікробні "файли", які могли б допомогти нам зрозуміти кліматичні режими Землі в минулому. "Однак у гіршому випадку це танення льоду може викидати патогени в навколишнє середовище", - додають вони.

Ваше дослідження перебуває на етапі перед друком, що означає, що воно не було розглянуте експертною комісією для підтвердження своїх висновків. Тому на результати слід дивитися з обережністю. Також незрозуміло, наскільки ці віруси можуть бути повноцінними або інфекційними після розморожування. Однак вчені раніше відроджували віруси, які були в стані неактивності протягом тисячоліть, припускаючи, що принаймні така можливість є.

Чи можуть стародавні віруси становити загрозу здоров’ю населення? - Може, - сказав він Тижневик новин Жан-Мішель Клавері, професор геноміки та біоінформатики з Університету Екс-Марселя, Франція, який не брав участі у дослідженні тибетського льодовика.

"Вони можуть бути древніми вірусами, про які ми вже знаємо - наприклад, віспа - і які ми помилково вважаємо знищеними", - додав він.

“Вони також можуть бути вірусами, які спричинили зникнення тварин чи людей у ​​минулому, і про які сучасна медицина не знає. Те саме стосується бактерій, таких як ті, що викликають сибірську виразку ".

вічної

Вічна мерзлота - це земля, яка заморожена протягом двох років і більше. На зображенні: зимове поле, що належить ненетам. Він розташований у вічній мерзлоті півострова Ямал, західний Сибір. Фото: ARNE HODALIC/CORBIS/GETTY

Дослідження Claverie показали, що віруси можуть "пережити" десятки тисяч років - від епохи неандертальців - без руху, якщо будуть належні умови. У 2014 році він написав статтю, в якій описується 30000-річний «гігантський вірус», витягнутий із вічної мерзлоти Сибіру. Покинувши вічну мерзлоту і вже перебуваючи в лабораторії, вона відродилася, ставши інфекційною, провівши тисячоліття неактивною.

Такі гігантські віруси отримали свою назву, оскільки вони настільки великі, умовно кажучи, що їх можна легко побачити під світлом мікроскопа. Хоча середній вірус може становити всього 20 нанометрів, гігантський вірус не може пройти крізь отвір 200 нанометрів або менше.

Той, який був виявлений у 2014 році, називався Pithovirus sibericum; "Пітос" - назва великої ємності, яку використовували стародавні греки. З тих пір команда виявила принаймні ще один древній вірус, Mollivirus sibericum, знайдено в тому самому зразку льоду віком 30000 років.

На щастя, обидва атакують амеб - одноклітинних організмів зі здатністю змінювати форму - а не тварин або людей. Це означає, що його воскресіння не становить загрози для здоров’я населення. Однак дослідники кажуть, що їх існування ставить питання про те, чи можуть інші, більш смертоносні патогени чекати у вічній мерзлоті, готові до активації.

Вражаюче довголіття вірусів випливає з того, що вони технічно не є живими істотами. Для активації та розмноження вони повинні проникати в клітину живого організму. Поза клітиною це метаболічно інертні частинки, звані віріонами, які можна уявити як насіння активованого вірусу, сказав Клавері.

Це означає, що вони не можуть померти в типовому розумінні. Віріони можуть бути інфекційними і готовими до проростання або неактивними, занадто пошкодженими, щоб заразити або прорости.

Цей процес погіршення може швидко відбуватися поза клітиною; наприклад, світло завдає неймовірної шкоди ДНК або РНК вірусу. Втрата вологи також може завдати шкоди ступеню інактивації.

Однак, якщо умови сприяють їхньому "виживанню", вони можуть залишатися заразними протягом тривалих періодів.

«Ультрафіолетове світло, кисень і висока температура погані; краще холод і темрява; Холодний, темний і відсутність кисню [аноксичний] - це ідеально », - сказала Клавері. Це робить вічну мерзлоту та глибокі океанічні відкладення - холодні, темні та аноксичні - чудовими середовищами для мікробів, таких як віруси.

Спори сибірської виразки можуть виживати протягом тривалого періоду у стані спокою. На зображенні: штам стерни бактерії Bacillus anthracis, 2002, під великим збільшенням 12,483X. Фото: КОЛЕКЦІЯ СМІТА/ГАДО/ГЕТІ

Підвищений інтерес до древніх вірусів і мікробів, що потрапили в лід, не підживлювався дослідженнями Claverie та інших, а науковою інформацією, яка підкреслює стрімке зростання потепління океану та танення льоду.

Ми знаємо, що Арктика потеплішає вдвічі швидше, ніж решта світу, тоді як крижані покриви по всій планеті демонструють стійке стоншення, пов'язане зі зміною клімату та зміною погодних умов.

За останні два місяці в Антарктиді відбувся рекорд танення льоду - повідомлялося, що напередодні Різдва розтануло 15 відсотків поверхні континенту, - і зафіксувала теплу воду під своїм найнестійкішим льодовиком, льодовиком Тувейт.

Менші льодовики теж відчувають спеку. Торішній звіт Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) виявив, що льодовики в Європі, Східній Африці та інших регіонах можуть втратити понад 80 відсотків своєї крижаної маси до кінця століття. Тим часом вічна мерзлота за Полярним колом швидко тане.

За даними Інституту Землі Колумбія, вічна мерзлота охоплює 24 відсотки Північної півкулі, що становить 15 мільйонів квадратних кілометрів. Вчені прогнозують, що навіть якби ми обмежили потепління на 2 градуси Цельсія вище доіндустріального рівня, ми з часом втратили б 40 відсотків.

У міру відтавання вічної мерзлоти ці засніжені ландшафти перетворюються з раковин вуглецю на викиди вуглецю з потенціалом викиду величезної кількості парникових газів та спричинення руйнування інфраструктури, яку вони підтримують.

Це потепління може також вивільнити віруси, приховані в даний час у льоду та вічній мерзлоті. Хоча можливість відновлення цих стародавніх чи історичних вірусів досі відносно невідома.

"Це нова сфера розслідування", - сказав він Тижневик новин Крістін Кройдер Джонсон, професор епідеміології Каліфорнійського університету ветеринарної медицини в Девісі. “Я б сказав, дуже захоплююче. Відомо дуже мало ".

В Арктиці відкрилися нові судноплавні смуги, коли залізо тане навколо полюсів. На знімку: Криголам "Поларіс" розбиває лід Балтійського моря у водах поблизу Торніо, на півночі Фінляндії, 3 лютого 2019 року. Фото: СЕМ КІНГСЛІ/AFP/GETTY

Крейдер Джонсон пояснив, що однією з ключових речей, яку слід враховувати при дослідженні античних вірусів, таких як тібетські льодовики, є статус вірусу: він цілий або фрагментований? Оскільки це вплине на його здатність заражати і, отже, на загрозу для здоров’я людини.

"Виявлені віруси становлять ризик лише в тому випадку, якщо вони повністю цілі і можуть відростати", - сказала вона.

Деякі мікроби більш стійкі і, отже, частіше заражають, ніж інші. Наприклад, див. Бактерії, що генерують спори, такі як сибірська виразка.

Технічно сибірська виразка не є давньою хворобою - її можна зустріти у ґрунті у всьому світі, - але її називали «збудником зомбі». Це пов’язано з тим, що він може залишатися в стані неактивності протягом століть, перш ніж реактивуватися і спричиняти нові спалахи.

У 2016 році 12-річний хлопчик помер, а ще десятки були госпіталізовані в Салехард, що на північному заході Росії, з приводу сибірської виразки під назвою "сибірська чума". Вважається, що спалах виник через хворих решток людей і тварин, похованих у вічній мерзлоті 75 років тому, а потім підданих після теплової хвилі, яка призвела до танення льоду.

Вважається, що олені контактували із останками, поширюючи хворобу серед людей. Як повідомлялося, хлопець був одним із великої кількості кочівників-пастухів Тижневик новин до того часу.

Медичні експерти назвали зміну клімату фактором спалаху захворювання, вказуючи на аномально теплу погоду, яка спричинила відтавання вічної мерзлоти. Це підтверджується дослідженнями, які припускають, що підвищення температури може призвести до подібних інцидентів у майбутньому.

В інших місцях були повідомлення про те, що дослідники заражаються хворобами після контакту із замороженими тушками хворих тварин.

Майкл Циммерман, палеопатолог з Університету Пенсільванії, розповів NPR, що заразився пальцем тюленя - бактеріальною інфекцією, яка зазвичай вражає пальці та руки мисливців на тюленів - під час завершення досліджень на тваринах, похованих десятиліттями у вічній мерзлоті. Діагноз не підтвердився, але симптоми збігались і реагували на антибіотики - препарат, призначений для лікування пальця ущільнення.

Історії про так звані хвороби зомбі або патогенних мікроорганізмів, як сибірська виразка, привертають багато уваги ЗМІ, але досі фактичні випадки були рідкісними. Багато вчених сказали б, що страхи перед давніми чи історичними захворюваннями перебільшені, вказуючи на той факт, що ми дуже постійно стикаємося з вірусами.

"Віруси є скрізь, у ґрунтах, у льодах, у грошах", - сказав він Тижневик новин Професор Пол Фальковський, який очолює лабораторію екологічної біофізики та молекулярної екології в Університеті Рутгерса-Нью-Брансвік.

“Практично всі віруси не впливають на здоров’я людини. Однак деякі мікроби, такі як бактерії сибірської виразки, можуть через десятиліття вилізти із замерзлого грунту та заразити людей ". Він додає: "Але ризик дуже низький".

Розглядаючи потенційний ризик для здоров'я від древніх вірусів, важливо також подумати про вплив. Більшість інфекційних захворювань передаються безпосереднім контактом, рідинами та краплями дихання, "іншими словами, практично не існує небезпеки передачі на велику відстань", сказав Фальковський.

Вірус, виявлений в ізольованому регіоні Сибіру або на вершині тибетського льодовика, може бути не надто ризикованим, оскільки існує низький ризик впливу. На відміну від цього, велика концентрація людей у ​​міських районах збільшує контакт та опромінення, що, в свою чергу, збільшує ризик спалахів хвороб.

Це може змінитися, оскільки люди та тварини реагують на підвищення температури. Танення льоду на полюсах може вплинути на наше орієнтування на планеті, оскільки нові маршрути вже відкриті в Арктиці. Зміна клімату також може призвести до того, що види розширять своє середовище проживання до нових частин світу. Наприклад, плани поточної адміністрації щодо розширення земель, доступних для буріння за Полярним колом, можуть відкрити нові шляхи для експозиції.

Крейдер Джонсон та його колега Трейсі Голдштейн, професор патології, мікробіології та імунології з Каліфорнійського університету в Девісі, розповіли Тижневик новин що ці поведінкові зміни можуть призвести до того, що тварини та мікроорганізми по-різному взаємодіють або вперше контактують із патогенами.

Наприклад, розслідування Гольдштейна щодо вірусу чуми фоцину (PDV), потенційно смертельного інфекційного захворювання, яке атакує тюленів та інших морських ссавців.

Дослідження показало, що нижчий рівень морського льоду в Полярному колі позитивно корелював із більш високим рівнем зараження серед певних видів тюленів. Автори дослідження припустили, що за збільшенням можуть бути зміни в середовищі існування та взаємодії між видами.

Попри це, наразі більшість інформації, яку ми маємо, є мізерною та гіпотетичною. Потенціал для появи нових - а точніше старих - мікробів у теплих кліматичних умовах - це відносно новий комплекс обставин, який тільки починає досліджуватися.

"Це просто те, що ми повинні мати на радарі", - сказав Гольдштейн. "Клімат змінюється дуже швидко, і ми не знаємо, що може бути наступним, що може викликати занепокоєння.

Клевері погоджується: "Теоретично, потепління та збільшення кількості людей у ​​раніше нежилих арктичних регіонах є рецептом катастрофи", - сказав він. “Однак ніхто не знає, як розрахувати ймовірність цього. З нашої роботи з вірусами амеб ми знаємо лише, що це, в принципі, є можливістю ".

Опубліковано у співпраці з Newsweek/Опубліковано у співпраці з Newsweek