تعمل درجات الحرارة الأكثر دفئًا في القطب الشمالي على إذابة التربة الصقيعية في المنطقة - وهي طبقة متجمدة من التربة تحت الأرض - ومن المحتمل أن تعيد إحياء الفيروسات التي كانت نائمة لعشرات الآلاف من السنين.
في حين أن الوباء الناجم عن مرض من الماضي البعيد يبدو وكأنه مقدمة لفيلم خيال علمي ، يحذر العلماء من أن المخاطر ، البسيطة فقط ، يتم التقليل من شأنها. أثناء ذوبان الجليد ، قد يتم إطلاق نفايات كيميائية ومشعة من الحرب الباردة ، مما قد يؤدي إلى الإضرار بالأنواع وتعطيل النظم البيئية.
قال كيمبرلي مينر ، عالم المناخ في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، كاليفورنيا.
تمتد التربة الصقيعية على خُمس نصف الكرة الشمالي وقد دعمت لفترة طويلة التندرا القطبية الشمالية والغابات الشمالية في ألاسكا وكندا وروسيا. وهي تعمل بمثابة كبسولة زمنية ، حيث تحافظ على البقايا المحنطة للعديد من المخلوقات المنقرضة التي تمكن العلماء من اكتشافها وتحليلها في السنوات الأخيرة ، بما في ذلك اثنان من أشبال أسد الكهوف ووحيد القرن الصوفي.
التربة الصقيعية هي وسيلة تخزين مناسبة ليس فقط لأنها باردة ؛ إنها أيضًا بيئة خالية من الأكسجين حيث لا يخترق الضوء. ومع ذلك ، ترتفع درجات الحرارة الحالية في القطب الشمالي بمعدل أسرع أربع مرات من بقية الأرض ، مما يقوض الطبقة العليا من التربة الصقيعية في المنطقة.
اختبر جان ميشيل كلافيري ، الأستاذ الفخري في الطب وعلم الجينوم في كلية الطب بجامعة إيكس مرسيليا في مرسيليا بفرنسا ، عينات من الأرض مأخوذة من التربة الصقيعية السيبيري لمعرفة ما إذا كانت أي جزيئات فيروسية موجودة فيها لا تزال معدية. إنه يبحث عن "فيروسات الزومبي" كما يسميها ، وقد وجد بعضها.
صائد الفيروسات
يدرس Claverie نوعًا معينًا من الفيروسات اكتشفه لأول مرة في عام 2003. يُعرف باسم الفيروسات العملاقة ، وهو أكبر بكثير من النوع المعتاد ويمكن رؤيته تحت المجهر الضوئي العادي ، بدلاً من المجهر الإلكتروني الأكثر قوة - مما يجعلها نموذجًا جيدًا لهذا نوع العمل المخبري.
كانت جهوده للكشف عن الفيروسات المجمدة في التربة الصقيعية مستوحاة جزئيًا من فريق من العلماء الروس الذين أعادوا في عام 2012 إحياء زهرة برية من أنسجة بذرة عمرها 30,000 ألف عام وجدت في جحر سنجاب. (منذ ذلك الحين ، نجح العلماء أيضًا في إعادة الحيوانات المجهرية القديمة إلى الحياة).
في عام 2014 ، تمكن من إحياء فيروس عزله هو وفريقه من التربة الصقيعية ، مما جعله معديًا لأول مرة منذ 30,000 ألف عام عن طريق إدخاله في الخلايا المستنبتة. من أجل السلامة ، اختار دراسة فيروس يمكنه فقط استهداف الأميبات وحيدة الخلية ، وليس الحيوانات أو البشر.
كرر هذا الإنجاز في عام 2015 ، وعزل نوعًا مختلفًا من الفيروسات التي استهدفت أيضًا الأميبات. وفي بحثه الأخير ، الذي نُشر في 18 فبراير في مجلة الفيروسات ، عزل كلافيري وفريقه عدة سلالات من الفيروسات القديمة من عينات متعددة من التربة الصقيعية مأخوذة من سبعة أماكن مختلفة عبر سيبيريا وأظهروا أن كل منها يمكن أن يصيب خلايا الأميبا المستنبتة.
تمثل هذه السلالات الأخيرة خمس عائلات جديدة من الفيروسات ، بالإضافة إلى العائلتين اللتين أعاداهما من قبل. كان الأقدم يبلغ من العمر 48,500 عام تقريبًا ، بناءً على تأريخ التربة بالكربون المشع ، وجاء من عينة من الأرض مأخوذة من بحيرة تحت الأرض على عمق 16 مترًا (52 قدمًا) تحت السطح. أصغر العينات ، التي وجدت في محتويات المعدة ومعطف بقايا الماموث الصوفي ، كان عمرها 27,000 عام.
قال كلافيري إن الفيروسات التي تصيب الأميبا لا تزال معدية بعد فترة طويلة تدل على وجود مشكلة أكبر. إنه يخشى أن ينظر الناس إلى بحثه على أنه فضول علمي ولا يرون أن احتمال عودة الفيروسات القديمة إلى الحياة يمثل تهديدًا خطيرًا للصحة العامة.
وقال كلافيري لشبكة CNN: "نحن ننظر إلى هذه الفيروسات التي تصيب الأميبا على أنها بدائل لجميع الفيروسات الأخرى المحتملة التي قد تكون في التربة الصقيعية".
وأضاف: "نرى آثار العديد والعديد والعديد من الفيروسات الأخرى". "لذلك نحن نعلم أنهم هناك. لا نعرف على وجه اليقين أنهم ما زالوا على قيد الحياة. لكن منطقنا هو أنه إذا كانت فيروسات الأميبا لا تزال على قيد الحياة ، فلا يوجد سبب لعدم بقاء الفيروسات الأخرى على قيد الحياة ، وقادرة على إصابة مضيفيها.
سابقة لعدوى بشرية
تم العثور على آثار للفيروسات والبكتيريا التي يمكن أن تصيب البشر محفوظة في التربة الصقيعية.
تحتوي عينة رئة من جسد امرأة تم استخراجها في عام 1997 من التربة الصقيعية في قرية في شبه جزيرة سيوارد في ألاسكا على مادة جينومية من سلالة الإنفلونزا المسؤولة عن جائحة عام 1918. في عام 2012 ، أكد العلماء أن بقايا مومياء محنطة عمرها 300 عام لامرأة مدفونة في سيبيريا تحتوي على التوقيعات الجينية للفيروس المسبب للجدري.
كما تم ربط تفشي الجمرة الخبيثة في سيبيريا الذي أثر على عشرات البشر وأكثر من 2,000 حيوان الرنة بين يوليو وأغسطس في عام 2016 بالذوبان الأعمق للتربة الصقيعية خلال فصول الصيف الحارة بشكل استثنائي ، مما سمح للجراثيم القديمة من عصيات الجمرة الخبيثة بالظهور مرة أخرى من مقابر قديمة أو جثث الحيوانات.
قالت بيرجيتا إيفينجارد ، الأستاذة الفخرية في قسم الأحياء الدقيقة السريرية بجامعة أوميا في السويد ، إنه يجب أن تكون هناك مراقبة أفضل للمخاطر التي تشكلها مسببات الأمراض المحتملة في إذابة الجليد الدائم ، لكنها حذرت من اتباع نهج ينذر بالخطر.
قال Evengård ، وهو جزء من CLINF Nordic Center of Excellence ، وهي مجموعة تبحث في آثار تغير المناخ على انتشار الأمراض المعدية في البشر: "يجب أن تتذكر أن دفاعنا المناعي قد تم تطويره من خلال الاتصال الوثيق بالمحيط الميكروبيولوجي". الحيوانات في المناطق الشمالية.
وقالت: "إذا كان هناك فيروس مخفي في التربة الصقيعية لم نتواصل معه منذ آلاف السنين ، فقد يكون دفاعنا المناعي غير كافٍ". "من الصحيح أن تحترم الموقف وأن تكون استباقيًا وليس مجرد رد فعل. وطريقة محاربة الخوف هي امتلاك المعرفة ".
بالطبع ، في العالم الحقيقي ، لا يعرف العلماء المدة التي يمكن أن تظل فيها هذه الفيروسات معدية بمجرد تعرضها للظروف الحالية ، أو مدى احتمال أن يواجه الفيروس مضيفًا مناسبًا. ليست كل الفيروسات من مسببات الأمراض التي يمكن أن تسبب المرض ؛ بعضها حميدة أو حتى مفيدة لمضيفيهم. وعلى الرغم من أنها موطن لـ 3.6 مليون شخص ، إلا أن القطب الشمالي لا يزال مكانًا منخفض الكثافة السكانية ، مما يجعل خطر تعرض الإنسان للفيروسات القديمة منخفضًا للغاية.
ومع ذلك ، قال كلافيري: "لا بد أن يزداد الخطر في سياق الاحتباس الحراري ، حيث يستمر تسارع ذوبان التربة الصقيعية ، وسيعيش المزيد من الناس في القطب الشمالي في أعقاب المشاريع الصناعية".
وليس كلافيري وحده الذي حذر من أن المنطقة يمكن أن تصبح أرضًا خصبة لحدث غير مباشر - عندما ينتقل الفيروس إلى مضيف جديد ويبدأ في الانتشار.
في العام الماضي ، نشر فريق من العلماء بحثًا عن عينات من رواسب التربة والبحيرات مأخوذة من بحيرة هازن ، وهي بحيرة مياه عذبة في كندا تقع داخل الدائرة القطبية الشمالية. قاموا بتسلسل المادة الجينية في الرواسب لتحديد التوقيعات الفيروسية وجينومات العوائل المحتملة - النباتات والحيوانات - في المنطقة.
باستخدام تحليل نموذج الكمبيوتر ، اقترحوا أن خطر انتشار الفيروسات إلى مضيفين جدد كان أعلى في المواقع القريبة من حيث تدفقت كميات كبيرة من المياه الذائبة الجليدية إلى البحيرة - وهو سيناريو يزداد احتماله مع ارتفاع درجة حرارة المناخ.
عواقب غير معروفة
قال عامل منجم في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا إن تحديد الفيروسات والمخاطر الأخرى الموجودة في التربة الصقيعية الاحترارية هي الخطوة الأولى في فهم المخاطر التي تشكلها على القطب الشمالي. تشمل التحديات الأخرى تحديد أين ومتى ومدى سرعة ومدى ذوبان الجليد السرمدي.
يمكن أن يكون الذوبان عملية تدريجية لا تزيد عن سنتيمترات في كل عقد ، ولكنه يحدث أيضًا بسرعة أكبر ، كما هو الحال في حالة الانهيارات الأرضية الهائلة التي يمكن أن تكشف فجأة طبقات عميقة وقديمة من التربة الصقيعية. وتطلق هذه العملية أيضًا غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي - وهو محرك يتم تجاهله والتقليل من شأنه للتغير المناخي.
قام عامل المنجم بفهرسة مجموعة من المخاطر المحتملة المجمدة حاليًا في التربة الصقيعية القطبية الشمالية في ورقة بحثية نُشرت عام 2021 في المجلة العلمية Nature Climate Change.
وتشمل هذه الأخطار المحتملة النفايات المدفونة الناتجة عن تعدين المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية مثل مبيد الآفات DDT ، الذي تم حظره في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. كما تم إلقاء المواد المشعة في القطب الشمالي - من قبل روسيا والولايات المتحدة - منذ ظهور التجارب النووية في الخمسينيات.
أشار ماينر وباحثون آخرون في ورقة عام 2021 إلى أن "الذوبان المفاجئ للجليد يكشف بسرعة آفاق التربة الصقيعية القديمة ، ويطلق مركبات وكائنات دقيقة محبوسة في طبقات أعمق".
في ورقة البحث ، وصف مينر العدوى المباشرة للإنسان بمسببات الأمراض القديمة المنبعثة من التربة الصقيعية بأنها "غير محتملة حاليًا".
ومع ذلك ، قالت مينر إنها قلقة بشأن ما أسمته "بكائنات متشوسيلة الدقيقة" (سميت على اسم شخصية الكتاب المقدس ذات العمر الأطول). هذه كائنات يمكن أن تنقل ديناميكيات النظم البيئية القديمة والمنقرضة إلى القطب الشمالي الحالي ، مع عواقب غير معروفة.
قال مينر إن عودة ظهور الكائنات الحية الدقيقة القديمة لديها القدرة على تغيير تكوين التربة والنمو الخضري ، وربما تسريع تأثيرات تغير المناخ.
وقالت: "نحن حقًا غير واضحين بشأن كيفية تفاعل هذه الميكروبات مع البيئة الحديثة". "إنها ليست تجربة أعتقد أن أيًا منا يرغب في إجرائها."
قال مينر إن أفضل مسار للعمل هو محاولة وقف الذوبان وأزمة المناخ الأوسع نطاقًا ، والحفاظ على هذه المخاطر مدفونة في التربة الصقيعية للأبد.
