Le temperature più calde nell'Artico stanno scongelando il permafrost della regione, uno strato ghiacciato di suolo sotto la terra, e potenzialmente facendo rivivere virus che sono rimasti dormienti per decine di migliaia di anni.
mentre una pandemia causata da una malattia dal lontano passato sembra la premessa di un film di fantascienza, gli scienziati avvertono che i rischi, appena minori, sono sottovalutati. Durante il disgelo, i rifiuti chimici e radioattivi della Guerra Fredda possono essere rilasciati, potenzialmente danneggiando le specie e distruggendo gli ecosistemi.
"C'è molto da fare con il permafrost che è preoccupante, e mostra davvero perché è estremamente importante mantenere il più possibile congelato il permafrost", ha detto Kimberley Miner, scienziato del clima presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA presso il California Institute of Technology di Pasadena, in California.
Il permafrost si estende su un quinto dell'emisfero settentrionale e ha a lungo sostenuto la tundra artica e le foreste boreali dell'Alaska, del Canada e della Russia. Agisce come una capsula del tempo, conservando i resti mummificati di diverse creature estinte che gli scienziati sono stati in grado di scoprire e analizzare negli ultimi anni, tra cui due cuccioli di leone delle caverne e un rinoceronte lanoso.
Il permafrost è un mezzo di conservazione adatto non solo perché è freddo; è anche un ambiente privo di ossigeno dove la luce non penetra. Tuttavia, le attuali temperature artiche si stanno riscaldando fino a quattro volte più velocemente rispetto al resto della terra, minando lo strato superiore di permafrost della regione.
Jean-Michel Claverie, professore emerito di medicina e genomica presso la Scuola di Medicina dell'Università di Aix-Marseille a Marsiglia, in Francia, ha testato campioni di terra prelevati dal permafrost siberiano per vedere se eventuali particelle virali in esso contenute sono ancora infettive. Sta cercando "virus zombi", come li chiama lui, e ne ha trovati alcuni.
Il cacciatore di virus
Claverie studia un particolare tipo di virus che ha scoperto per la prima volta nel 2003. Conosciuti come virus giganti, sono molto più grandi della varietà tipica e visibili con un normale microscopio ottico, piuttosto che con un microscopio elettronico più potente, il che li rende un buon modello per questo tipo di attività di laboratorio.
I suoi sforzi per rilevare i virus congelati nel permafrost sono stati in parte ispirati da un team di scienziati russi che nel 2012 ha rianimato un fiore selvatico da un tessuto di semi di 30,000 anni trovato nella tana di uno scoiattolo. (Da allora, gli scienziati hanno anche riportato in vita con successo antichi animali microscopici.)
Nel 2014 è riuscito a far rivivere un virus che lui e il suo team hanno isolato dal permafrost, rendendolo infettivo per la prima volta in 30,000 anni inserendolo in cellule in coltura. Per sicurezza, aveva scelto di studiare un virus che poteva colpire solo amebe unicellulari, non animali o umani.
Ha ripetuto l'impresa nel 2015, isolando un diverso tipo di virus che ha preso di mira anche le amebe. E nella sua ultima ricerca, pubblicata il 18 febbraio sulla rivista Viruses, Claverie e il suo team hanno isolato diversi ceppi di virus antico da più campioni di permafrost prelevati da sette luoghi diversi in tutta la Siberia e hanno dimostrato che ciascuno di essi potrebbe infettare cellule di ameba in coltura.
Questi ultimi ceppi rappresentano cinque nuove famiglie di virus, oltre alle due che aveva rianimato in precedenza. Il più antico aveva quasi 48,500 anni, sulla base della datazione al radiocarbonio del suolo, e proveniva da un campione di terra prelevato da un lago sotterraneo a 16 metri (52 piedi) sotto la superficie. I campioni più giovani, trovati nel contenuto dello stomaco e nel mantello dei resti di un mammut lanoso, avevano 27,000 anni.
Che i virus che infettano l'ameba siano ancora contagiosi dopo così tanto tempo è indicativo di un problema potenzialmente più grande, ha detto Claverie. Teme che le persone considerino la sua ricerca come una curiosità scientifica e non percepiscano la prospettiva di antichi virus che tornano in vita come una seria minaccia per la salute pubblica.
"Vediamo questi virus che infettano l'ameba come surrogati di tutti gli altri possibili virus che potrebbero trovarsi nel permafrost", ha detto Claverie alla CNN.
“Vediamo le tracce di molti, molti, molti altri virus”, ha aggiunto. “Quindi sappiamo che sono lì. Non sappiamo per certo che siano ancora vivi. Ma il nostro ragionamento è che se i virus dell'ameba sono ancora vivi, non c'è motivo per cui gli altri virus non siano ancora vivi e in grado di infettare i propri ospiti".
Precedente per infezione umana
Tracce di virus e batteri che possono infettare l'uomo sono state trovate conservate nel permafrost.
Un campione di polmone del corpo di una donna riesumato nel 1997 dal permafrost in un villaggio della penisola di Seward in Alaska conteneva materiale genomico del ceppo influenzale responsabile della pandemia del 1918. Nel 2012, gli scienziati hanno confermato che i resti mummificati di 300 anni di una donna sepolta in Siberia contenevano le firme genetiche del virus che causa il vaiolo.
Un focolaio di antrace in Siberia che ha colpito dozzine di esseri umani e più di 2,000 renne tra luglio e agosto nel 2016 è stato anche collegato al più profondo disgelo del permafrost durante le estati eccezionalmente calde, consentendo alle vecchie spore di Bacillus anthracis di riaffiorare da vecchi cimiteri o carcasse di animali.
Birgitta Evengård, professoressa emerita presso il Dipartimento di microbiologia clinica dell'Università di Umea in Svezia, ha affermato che dovrebbe esserci una migliore sorveglianza del rischio rappresentato dai potenziali agenti patogeni nello scongelamento del permafrost, ma ha messo in guardia contro un approccio allarmistico.
"Devi ricordare che la nostra difesa immunitaria è stata sviluppata a stretto contatto con l'ambiente microbiologico", ha affermato Evengård, che fa parte del CLINF Nordic Center of Excellence, un gruppo che studia gli effetti del cambiamento climatico sulla prevalenza delle malattie infettive negli esseri umani e animali nelle regioni settentrionali.
"Se c'è un virus nascosto nel permafrost con cui non siamo stati in contatto per migliaia di anni, potrebbe essere che la nostra difesa immunitaria non sia sufficiente", ha detto. “È corretto avere rispetto della situazione ed essere propositivi e non solo reattivi. E il modo per combattere la paura è avere conoscenza.
Naturalmente, nel mondo reale, gli scienziati non sanno per quanto tempo questi virus potrebbero rimanere infettivi una volta esposti alle condizioni odierne, o quanto è probabile che il virus incontri un ospite adatto. Non tutti i virus sono agenti patogeni che possono causare malattie; alcuni sono benigni o addirittura benefici per i loro ospiti. E mentre ospita 3.6 milioni di persone, l'Artico è ancora un luogo scarsamente popolato, rendendo molto basso il rischio di esposizione umana a virus antichi.
Tuttavia, "il rischio è destinato ad aumentare nel contesto del riscaldamento globale", ha affermato Claverie, "in cui lo scongelamento del permafrost continuerà ad accelerare e più persone popoleranno l'Artico sulla scia delle iniziative industriali".
E Claverie non è il solo ad avvertire che la regione potrebbe diventare un terreno fertile per un evento di spillover, quando un virus salta su un nuovo ospite e inizia a diffondersi.
L'anno scorso, un team di scienziati ha pubblicato una ricerca su campioni di suolo e sedimenti lacustri prelevati dal lago Hazen, un lago d'acqua dolce in Canada situato all'interno del circolo polare artico. Hanno sequenziato il materiale genetico nel sedimento per identificare le firme virali e i genomi di potenziali ospiti - piante e animali - nell'area.
Utilizzando un'analisi del modello al computer, hanno suggerito che il rischio che i virus si trasmettano a nuovi ospiti fosse più alto nei luoghi vicini a dove grandi quantità di acqua di disgelo glaciale scorrevano nel lago, uno scenario che diventa più probabile con il riscaldamento del clima.
Conseguenze sconosciute
Identificare virus e altri pericoli contenuti nel riscaldamento del permafrost è il primo passo per capire quale rischio rappresentano per l'Artico, ha affermato Miner del Jet Propulsion Laboratory della NASA. Altre sfide includono la quantificazione di dove, quando, quanto velocemente e quanto in profondità si scioglierà il permafrost.
Lo scongelamento può essere un processo graduale di pochi centimetri per decennio, ma avviene anche più rapidamente, come nel caso di massicci smottamenti del terreno che possono improvvisamente esporre strati profondi e antichi di permafrost. Il processo rilascia anche metano e anidride carbonica nell'atmosfera, un fattore trascurato e sottovalutato del cambiamento climatico.
Miner ha catalogato una serie di potenziali pericoli attualmente congelati nel permafrost artico in un articolo del 2021 pubblicato sulla rivista scientifica Nature Climate Change.
Quei possibili pericoli includevano i rifiuti sepolti dall'estrazione di metalli pesanti e sostanze chimiche come il pesticida DDT, che è stato vietato all'inizio degli anni 2000. Anche materiale radioattivo è stato scaricato nell'Artico – dalla Russia e dagli Stati Uniti – dall'avvento dei test nucleari negli anni '1950.
"Il disgelo improvviso espone rapidamente i vecchi orizzonti del permafrost, rilasciando composti e microrganismi sequestrati in strati più profondi", hanno osservato Miner e altri ricercatori nel documento del 2021.
Nel documento di ricerca, Miner ha etichettato l'infezione diretta degli esseri umani con antichi agenti patogeni rilasciati dal permafrost come "attualmente improbabile".
Tuttavia, Miner ha detto di essere preoccupata per quelli che ha definito "microrganismi Matusalemme" (dal nome della figura biblica con la durata della vita più lunga). Si tratta di organismi che potrebbero portare nell'attuale Artico le dinamiche di ecosistemi antichi ed estinti, con conseguenze sconosciute.
Il riemergere di antichi microrganismi ha il potenziale per cambiare la composizione del suolo e la crescita vegetativa, forse accelerando ulteriormente gli effetti del cambiamento climatico, ha detto Miner.
"Siamo davvero poco chiari su come questi microbi interagiranno con l'ambiente moderno", ha detto. "Non è davvero un esperimento che penso che nessuno di noi voglia eseguire."
La migliore linea d'azione, ha detto Miner, è cercare di fermare il disgelo e la più ampia crisi climatica e mantenere questi pericoli sepolti per sempre nel permafrost.
