Warmere temperatueren yn 'e Arktyske ûntdizze de permafrost fan' e regio - in beferzen laach boaiem ûnder de ierde - en meitsje mooglik firussen wer libben op dy't al tsientûzenen jierren sliept hawwe.
wylst in pandemy feroarsake troch in sykte út it fiere ferline liket as it útgongspunt fan in science fiction-film, wittenskippers warskôgje dat de risiko's, krekt lyts, wurde ûnderskat. Tidens thaws kin gemysk en radioaktyf ôffal út 'e Kâlde Oarloch frijlitten wurde, mooglik skea oan soarten en fersteuring fan ekosystemen.
"D'r bart in soad mei de permafrost dy't soargen is, en it lit echt sjen wêrom't it super wichtich is dat wy safolle mooglik fan 'e permafrost beferzen hâlde," sei Kimberley Miner, in klimaatwittenskipper by it NASA Jet Propulsion Laboratory by de California Institute of Technology yn Pasadena, Kalifornje.
Permafrost beslacht ien fyfde fan it noardlik healrûn en hat lang de Arktyske toendra en boreale bosken fan Alaska, Kanada en Ruslân stipe. It fungearret as in tiidkapsule, en behâldt de mummifisearre oerbliuwsels fan ferskate útstoarne wêzens dy't wittenskippers yn 'e ôfrûne jierren ûntdekke en analysearje kinnen hawwe, wêrûnder twa grotliuwewelpen en in wollige neushoorn.
Permafrost is in gaadlik opslachmedium net allinnich omdat it kâld is; it is ek in soerstoffrije omjouwing dêr't ljocht net trochkringt. De hjoeddeiske Arktyske temperatueren waarmje lykwols oant fjouwer kear hurder op as de rest fan 'e ierde, en ûndergrave de boppeste laach fan permafrost fan' e regio.
Jean-Michel Claverie, in emeritus heechlearaar medisinen en genomika oan 'e Aix-Marseille University School of Medicine yn Marseille, Frankryk, hat ierdemonsters testen dy't nommen binne fan Sibearyske permafrost om te sjen oft firale dieltsjes dy't dêryn binne noch besmetlik binne. Hy siket nei "zombiefirussen", sa't hy se neamt, en hy hat guon fûn.
De firusjager
Claverie ûndersiket in bepaald type firus dat hy foar it earst ûntduts yn 2003. Bekend as gigantyske firussen, binne se folle grutter as de typyske ferskaat en sichtber ûnder in gewoane ljochtmikroskoop, yn stee fan in machtiger elektroanenmikroskoop - wat se in goed model makket foar dit type lab wurk.
Syn ynspanningen om firussen te ûntdekken dy't beferzen binne yn permafrost, waarden foar in part ynspirearre troch in team fan Russyske wittenskippers dy't yn 2012 in wylde blom út in 30,000 jier âld siedweefsel fûn yn in iikhoarntsje syn hol. (Sûnt doe hawwe wittenskippers ek mei súkses âlde mikroskopyske bisten wer ta libben brocht.)
Yn 2014 wist hy in firus dat hy en syn team isolearren fan 'e permafrost wer opwekke, wêrtroch it foar it earst yn 30,000 jier besmetlik waard troch it yn te setten yn kweekte sellen. Foar feiligens hie hy der foar keazen om in firus te studearjen dat allinich iensellige amoeben koe rjochtsje, net bisten of minsken.
Hy werhelle de feat yn 2015, en isolearre in oar firustype dat ek amoeben rjochte. En yn syn lêste ûndersyk, publisearre op 18 febrewaris yn it tydskrift Viruses, isolearre Claverie en syn team ferskate stammen fan âlde firus út meardere samples fan permafrost nommen út sân ferskillende plakken oer Sibearje en lieten sjen dat se elk koe ynfekteare amoeba-sellen.
Dy lêste stammen fertsjinwurdigje fiif nije famyljes fan firussen, boppe op de twa dy't er earder wer libben litten hie. De âldste wie hast 48,500 jier âld, basearre op radiocarbon datearring fan 'e boaiem, en kaam út in stekproef fan ierde nommen út in ûndergrûnske mar 16 meter (52 feet) ûnder it oerflak. De jongste monsters, fûn yn 'e mageynhâld en jas fan' e oerbliuwsels fan in wollen mammoet, wiene 27,000 jier âld.
Dat amoeba-ynfektearjende firussen nei sa lang noch ynfektyf binne, is in oantsjutting foar in potinsjeel grutter probleem, sei Claverie. Hy is bang dat minsken syn ûndersyk beskôgje as in wittenskiplike nijsgjirrigens en sjogge it perspektyf dat âlde firussen wer ta libben komme, net as in serieuze bedriging foar folkssûnens.
"Wy sjogge dizze amoeba-ynfekteare firussen as surrogaten foar alle oare mooglike firussen dy't yn 'e permafrost kinne wêze," fertelde Claverie CNN.
"Wy sjogge de spoaren fan in protte, in protte, in protte oare firussen," tafoege hy. "Dat wy witte dat se der binne. Wy witte net wis dat se noch libje. Mar ús redenearring is dat as de amoeba-firussen noch libje, d'r gjin reden is wêrom't de oare firussen net noch libje sille, en yn steat binne har eigen hosts te ynfektearjen.
Presedint foar minsklike ynfeksje
Spoaren fan firussen en baktearjes dy't minsken ynfektearje kinne binne bewarre bleaun yn permafrost.
In longmonster fan in froulik lichem dat yn 1997 út permafrost yn in doarp op it Seward-skiereilân fan Alaska opgroeven is, befette genomysk materiaal fan 'e grypstam dy't ferantwurdlik wie foar de pandemy fan 1918. Yn 2012 befêstige wittenskippers dat de 300 jier âlde mummifisearre oerbliuwsels fan in frou begroeven yn Sibearje de genetyske hantekeningen befette fan it firus dat pokken feroarsaket.
In miltvoksepidemy yn Sibearje dy't tusken july en augustus yn 2,000 tsientallen minsken en mear as 2016 rindieren beynfloede, is ek keppele oan it djipper ûntjaan fan de permafrost yn útsûnderlik waarme simmers, wêrtroch âlde sporen fan Bacillus anthracis weromkomme kinne fan âlde begraafplakken of bist kadavers.
Birgitta Evengård, heechlearaar emerita oan 'e ôfdieling klinyske mikrobiology fan' e Universiteit fan Umea yn Sweden, sei dat d'r better tafersjoch wêze moat op it risiko dat potinsjele sykteferwekkers foarmje by it ûntjaan fan permafrost, mar warskôge foar in alarmistyske oanpak.
"Jo moatte ûnthâlde dat ús ymmúnbeskerming is ûntwikkele yn nau kontakt mei mikrobiologyske omjouwing," sei Evengård, dy't diel útmakket fan it CLINF Nordic Centre of Excellence, in groep dy't de effekten fan klimaatferoaring ûndersiket op 'e prevalens fan ynfeksjesykten by minsken en bisten yn noardlike regio's.
"As d'r in firus ferburgen is yn 'e permafrost wêrmei wy tûzenen jierren net yn kontakt west hawwe, kin it wêze dat ús ymmúnferdigening net genôch is," sei se. "It is korrekt om respekt te hawwen foar de situaasje en proaktyf te wêzen en net allinich reaktyf. En de manier om eangst te bestriden is kennis te hawwen."
Fansels, yn 'e echte wrâld, witte wittenskippers net hoe lang dizze firussen besmetlik koene bliuwe as se ienris bleatsteld binne oan hjoeddeistige omstannichheden, of hoe wierskynlik it firus in geskikte host soe tsjinkomme. Net alle firussen binne sykteferwekkers dy't sykte feroarsaakje kinne; guon binne goedaardige of sels foardielich foar harren hosts. En hoewol it thús is fan 3.6 miljoen minsken, is de Arktyske noch in tinbefolke plak, wat it risiko fan minsklike bleatstelling oan âlde firussen heul leech makket.
Noch altyd, "it risiko is bûn te ferheegjen yn 'e kontekst fan opwaarming fan' e wrâld," sei Claverie, "wêrby't it ûntjaan fan permafrost sil trochgean te fersnellen, en mear minsken de Arktyske sille befolke yn 'e rin fan yndustriële ûndernimmingen."
En Claverie is net allinich yn warskôging dat de regio in fruchtbere grûn kin wurde foar in spillover-evenemint - as in firus yn in nije host springt en begjint te fersprieden.
Ferline jier publisearre in team fan wittenskippers ûndersyk nei samples fan boaiem en mar sedimint nommen út Lake Hazen, in swietwettermar yn Kanada leit binnen de poalsirkel. Se sekwearre it genetysk materiaal yn it sedimint om virale hantekeningen te identifisearjen en de genomen fan potensjele hosts - planten en bisten - yn it gebiet.
Mei help fan in komputermodel-analyse suggerearren se dat it risiko fan firussen dy't oerstreame nei nije hosts heger wie op lokaasjes tichtby wêr't grutte hoemannichten gletsjermeltwetter yn 'e mar streamden - in senario dat wierskynliker wurdt as it klimaat waarmet.
Unbekende gefolgen
It identifisearjen fan firussen en oare gefaren befette yn 'e opwaarming permafrost is de earste stap yn it begripen fan hokker risiko se foarmje foar de Arktyske, sei Miner by NASA's Jet Propulsion Laboratory. Oare útdagings omfetsje it kwantifisearjen fan wêr, wannear, hoe fluch en hoe djip permafrost sil ûntjaan.
It ûntjaan kin in stadichoan proses wêze fan sa min as sintimeter per desennium mar bart ek flugger, lykas by massive lânslûpen dy't ynienen djippe en âlde lagen permafrost bleatstelle kinne. It proses makket ek metaan en koaldiokside frij yn 'e sfear - in oersjoen en ûnderskatte driuwer fan klimaatferoaring.
Miner katalogisearre in array fan potinsjele gefaren dy't op it stuit beferzen binne yn Arktyske permafrost yn in papier fan 2021 publisearre yn it wittenskiplike tydskrift Nature Climate Change.
Dy mooglike gefaren omfette begroeven ôffal fan it ûntginnen fan swiere metalen en gemikaliën lykas it bestridingsmiddel DDT, dat yn 'e iere 2000's ferbean waard. Radioaktyf materiaal is ek dumpt yn 'e Arktyske - troch Ruslân en de Feriene Steaten - sûnt de komst fan kearntests yn' e jierren 1950.
"Abrupte tei bleatsteld rap âlde permafrost-horizonten, it frijlitten fan ferbiningen en mikro-organismen dy't sesekwestrearre binne yn djippere lagen," notearre Miner en oare ûndersikers yn it papier fan 2021.
Yn it ûndersykspapier markearre Miner de direkte ynfeksje fan minsken mei âlde patogenen frijlitten út permafrost as "op it stuit ûnwierskynlik."
Miner sei lykwols dat se har soargen makket oer wat se "Methusalah-mikro-organismen" neamde (neamd nei de bibelske figuer mei de langste libbensdoer). Dit binne organismen dy't de dynamyk fan âlde en útstoarne ekosystemen yn it hjoeddeiske Arktis bringe kinne, mei ûnbekende gefolgen.
It opnij ûntstean fan âlde mikroorganismen hat it potensjeel om boaiemkomposysje en fegetative groei te feroarjen, mooglik de effekten fan klimaatferoaring fierder te fersnellen, sei Miner.
"Wy binne echt ûndúdlik hoe't dizze mikroben sille ynteraksje mei de moderne omjouwing," sei se. "It is net echt in eksperimint dat ik tink dat ien fan ús wol útfiere."
De bêste kursus fan aksje, sei Miner, is om te besykjen de tei en de bredere klimaatkrisis te stopjen, en dizze gefaren foargoed yn 'e permafrost te hâlden.
