Pli varmaj temperaturoj en la Arkto degelas la permafroston de la regiono - frosta tavolo de grundo sub la tero - kaj eble revivigas virusojn kiuj estis neaktivaj dum dekoj de miloj da jaroj.
dum pandemio kaŭzita de malsano de la malproksima pasinteco ŝajnas kiel la premiso de sciencfikcia filmo, sciencistoj avertas ke la riskoj, nur malgrandaj, estas subtaksitaj. Dum degeloj, kemiaj kaj radioaktivaj ruboj de la Malvarma Milito povas esti liberigitaj, eble damaĝante speciojn kaj interrompante ekosistemojn.
"Okazas multe pri la permafrosto, kio estas maltrankviliga, kaj ĝi vere montras kial estas tre grave ke ni konservu kiel eble plej multe da la permafrosto frostigita," diris Kimberley Miner, klimatsciencisto ĉe la NASA Jet Propulsion Laboratory ĉe la Kalifornia Instituto de Teknologio en Pasadeno, Kalifornio.
Permafrosto ampleksas unu kvinonon de la Norda Hemisfero kaj longe subtenas la arktan tundron kaj nordajn arbarojn de Alasko, Kanado kaj Rusio. Ĝi funkcias kiel tempokapsulo, konservante la mumiigitajn restaĵojn de pluraj formortintaj estaĵoj kiujn sciencistoj povis malkovri kaj analizi en la lastaj jaroj, inkluzive de du kavernaj leonidoj kaj lana rinocero.
Permafrosto estas taŭga konserva medio ne nur ĉar ĝi estas malvarma; ĝi ankaŭ estas oksigena medio kie lumo ne penetras. Tamen, nunaj arktaj temperaturoj varmiĝas ĝis kvar fojojn pli rapide ol la resto de la tero, subfosante la supran tavolon de permafrosto de la regiono.
Jean-Michel Claverie, emerita profesoro pri medicino kaj genomiko ĉe Aix-Marseille University School of Medicine en Marsejlo, Francio, testis terajn specimenojn prenitajn el siberia permafrosto por vidi ĉu iuj viruspartikloj enhavitaj en ĝi estas ankoraŭ infektaj. Li serĉas "zombiajn virusojn", kiel li nomas ilin, kaj li trovis kelkajn.
La virusĉasisto
Claverie studas apartan tipon de viruso, kiun li unue malkovris en 2003. Konataj kiel gigantaj virusoj, ili estas multe pli grandaj ol la tipa vario kaj videblaj sub regula lummikroskopo, prefere ol pli potenca elektrona mikroskopo - kio faras ilin bona modelo por ĉi tio. speco de laboratorio laboro.
Liaj klopodoj por detekti virusojn frostigitajn en permafrosto estis parte inspiritaj de teamo de rusaj sciencistoj kiuj en 2012 revivigis sovaĝan floron el 30,000-jara semhisto trovita en nestotruo de sciuro. (Ekde tiam, sciencistoj ankaŭ sukcese vivigis antikvajn mikroskopajn bestojn.)
En 2014, li sukcesis revivigi viruson, kiun li kaj lia teamo izolis de la permafrosto, igante ĝin infekta por la unua fojo en 30,000 jaroj enmetante ĝin en kulturitajn ĉelojn. Por sekureco, li elektis studi viruson kiu povus celi nur unuĉelajn amebojn, ne bestojn aŭ homojn.
Li ripetis la heroaĵon en 2015, izolante malsaman virustipo kiu ankaŭ celis amebojn. Kaj en lia plej nova esploro, publikigita la 18-an de februaro en la revuo Viruses, Claverie kaj lia teamo izolis plurajn variojn de antikva viruso el multoblaj specimenoj de permafrosto prenitaj el sep malsamaj lokoj tra Siberio kaj montris, ke ili povas infekti ĉiujn kulturitajn amebajn ĉelojn.
Tiuj lastaj trostreĉoj reprezentas kvin novajn familiojn de virusoj, krom la du, kiujn li antaŭe revivigis. La plej malnova estis preskaŭ 48,500 jarojn aĝa, surbaze de radiokarbona datado de la grundo, kaj venis de provaĵo de tero prenita de subtera lago 16 metrojn (52 futoj) sub la surfaco. La plej junaj specimenoj, trovitaj en la stomakenhavo kaj mantelo de la restaĵoj de lana mamuto, estis 27,000 jarojn aĝaj.
Ke ameb-infektaj virusoj ankoraŭ estas infektaj post tiom da tempo indikas eble pli grandan problemon, diris Claverie. Li timas, ke homoj rigardas lian esploradon kiel sciencan scivolemon kaj ne perceptas la perspektivon de antikvaj virusoj reveni al vivo kiel grava popolsanminaco.
"Ni rigardas ĉi tiujn ameb-infektajn virusojn kiel anstataŭaĵojn por ĉiuj aliaj eblaj virusoj, kiuj povus esti en la permafrosto," Claverie diris al CNN.
"Ni vidas la spurojn de multaj, multaj, multaj aliaj virusoj," li aldonis. “Do ni scias, ke ili estas tie. Ni ne scias certe, ke ili ankoraŭ vivas. Sed nia rezonado estas, ke se la amebaj virusoj ankoraŭ vivas, ne ekzistas kialo kial la aliaj virusoj ne estos ankoraŭ vivantaj kaj kapablaj infekti siajn proprajn gastigantojn.
Precedenco por homa infekto
Spuroj de virusoj kaj bakterioj kiuj povas infekti homojn estis trovitaj konservitaj en permafrosto.
Pulmprovaĵo de virina korpo elfosita en 1997 de permafrosto en vilaĝo sur la Seward Duoninsulo de Alasko enhavis genomicmaterialon de la gripa trostreĉiĝo respondeca por la 1918-datita pandemio. En 2012, sciencistoj konfirmis, ke la 300-jaraĝaj mumiigitaj restaĵoj de virino entombigita en Siberio enhavis la genetikajn signaturojn de la viruso kiu kaŭzas variolo.
Antrakso-ekapero en Siberio kiu influis dekduojn da homoj kaj pli ol 2,000 boacojn inter julio kaj aŭgusto en 2016 ankaŭ estis ligita al la pli profunda degelo de la permafrosto dum escepte varmaj someroj, permesante al malnovaj sporoj de Bacillus anthracis reaperi el malnovaj tombejoj aŭ bestaj kadavroj.
Birgitta Evengård, emerita profesoro ĉe la Sekcio de Klinika Mikrobiologio de la Universitato de Umea en Svedio, diris, ke devus esti pli bona gvatado de la risko prezentita de eblaj patogenoj en degelo de permafrosto, sed avertis kontraŭ alarmisma aliro.
"Vi devas memori, ke nia imundefendo disvolviĝis en proksima kontakto kun mikrobiologia medio," diris Evengård, kiu estas parto de la CLINF Nordia Centro de Plejboneco, grupo kiu esploras la efikojn de klimata ŝanĝo sur la tropezo de infektaj malsanoj ĉe homoj kaj bestoj en nordaj regionoj.
"Se estas viruso kaŝita en la permafrosto, kun kiu ni ne kontaktis dum miloj da jaroj, eble nia imuna defendo ne sufiĉas," ŝi diris. "Estas ĝuste respekti la situacion kaj esti iniciatema kaj ne nur reaktiva. Kaj la maniero batali timon estas havi scion."
Kompreneble, en la reala mondo, sciencistoj ne scias kiom longe ĉi tiuj virusoj povus resti infektaj post kiam eksponitaj al aktualaj kondiĉoj, aŭ kiom verŝajne la viruso renkontus taŭgan gastiganton. Ne ĉiuj virusoj estas patogenoj, kiuj povas kaŭzi malsanon; iuj estas benignaj aŭ eĉ utilaj al siaj gastigantoj. Kaj dum ĝi estas hejmo de 3.6 milionoj da homoj, la Arkto daŭre estas maldense loĝata loko, kio faras la riskon de homa eksponiĝo al antikvaj virusoj tre malalta.
Tamen, "la risko nepre pliiĝos en la kunteksto de mondvarmiĝo," Claverie diris, "en kiu permafrosta degelo daŭre akcelos, kaj pli da homoj loĝos la Arkton post industriaj entreprenoj."
Kaj Claverie ne estas sola avertante, ke la regiono povus iĝi fekunda grundo por disvastiĝo - kiam viruso saltas en novan gastiganton kaj komencas disvastiĝi.
Pasintjare, teamo de sciencistoj publikigis esplorojn pri specimenoj de grundo kaj lago-sedimento prenitaj de Lago Hazen, dolĉakva lago en Kanado situanta ene de la Arkta Cirklo. Ili sekvencis la genetikan materialon en la sedimento por identigi virusajn signaturojn kaj la genarojn de eblaj gastigantoj - plantoj kaj bestoj - en la areo.
Uzante komputilan modelan analizon, ili sugestis, ke la risko de virusoj disverŝitaj al novaj gastigantoj estis pli alta ĉe lokoj proksime al kie grandaj kvantoj da glacia degelakvo fluis en la lagon - scenaro kiu iĝas pli verŝajna kiam la klimato varmiĝas.
Nekonataj konsekvencoj
Identigi virusojn kaj aliajn danĝerojn enhavitajn en la varmiĝanta permafrosto estas la unua paŝo por kompreni kian riskon ili prezentas al la Arkto, diris Ministo ĉe Jet Propulsion Laboratory de NASA. Aliaj defioj inkluzivas kvantigi kie, kiam, kiom rapide kaj kiom profunda permafrosto degelos.
Degelo povas esti laŭpaŝa procezo de eĉ nur centimetroj je jardeko sed ankaŭ okazas pli rapide, kiel ekzemple en la kazo de masivaj terfaloj kiuj povas subite elmontri profundajn kaj antikvajn tavolojn de permafrosto. La procezo ankaŭ liberigas metanon kaj karbondioksidon en la atmosferon - preteratentita kaj subtaksita ŝoforo de klimata ŝanĝo.
Ministo katalogis aron da eblaj danĝeroj nuntempe frostigitaj en arkta permafrosto en artikolo de 2021 publikigita en la scienca revuo Nature Climate Change.
Tiuj eblaj danĝeroj inkludis entombigitajn rubojn de la minado de pezmetaloj kaj kemiaĵoj kiel ekzemple la insekticido DDT, kiu estis malpermesita en la fruaj 2000-aj jaroj. Radioaktiva materialo ankaŭ estis forĵetita en la Arkto - fare de Rusio kaj Usono - ekde la apero de atomtestado en la 1950-aj jaroj.
"La abrupta degelo rapide elmontras malnovajn permafrostajn horizontojn, liberigante kunmetaĵojn kaj mikroorganismojn sekvestritajn en pli profundaj tavoloj," Miner kaj aliaj esploristoj notis en la artikolo de 2021.
En la esplorartikolo, Miner etikedis la rektan infekton de homoj kun antikvaj patogenoj liberigitaj de permafrosto kiel "nuntempe neverŝajna".
Tamen, Miner diris, ke ŝi estas maltrankvila pri tio, kion ŝi nomis "Methuselah-mikroorganismoj" (nomitaj laŭ la Biblia figuro kun la plej longa vivdaŭro). Ĉi tiuj estas organismoj kiuj povus alporti la dinamikon de antikvaj kaj formortintaj ekosistemoj en la nunan Arkton, kun nekonataj sekvoj.
Miner diris, ke la re-apero de antikvaj mikroorganismoj havas la eblon ŝanĝi grundan konsiston kaj vegetativan kreskon, eble plu akcelante la efikojn de klimata ŝanĝo.
"Ni vere ne scias kiel ĉi tiuj mikroboj interagos kun la moderna medio," ŝi diris. "Ĝi ne vere estas eksperimento, kiun mi pensas, ke iu el ni volas fari."
La plej bona agmaniero, diris Miner, estas provi haltigi la degelon, kaj la pli larĝan klimatan krizon, kaj konservi ĉi tiujn danĝerojn definitive enterigitaj en la permafrosto.
