북극의 따뜻한 기온은 이 지역의 영구동토층(지구 아래 얼어붙은 토양층)을 녹이고 있으며 잠재적으로 수만 년 동안 잠복해 있던 바이러스를 되살리고 있습니다.
먼 과거의 질병으로 인한 대유행은 공상 과학 영화의 전제처럼 보이지만 과학자들은 그 위험이 과소 평가되었다고 경고합니다. 해빙 중에 냉전 시대의 화학 및 방사성 폐기물이 방출되어 잠재적으로 종에 해를 끼치고 생태계를 교란할 수 있습니다.
NASA 제트 추진 연구소의 기후 과학자인 킴벌리 마이너(Kimberley Miner)는 "영구 동토층에는 우려되는 일이 많이 있으며, 이는 영구 동토층을 가능한 한 많이 동결 상태로 유지하는 것이 왜 매우 중요한지 보여줍니다."라고 말했습니다. 캘리포니아 패서디나에 있는 캘리포니아 공과대학.
영구 동토층은 북반구의 XNUMX/XNUMX에 걸쳐 있으며 오랫동안 북극 툰드라와 알래스카, 캐나다, 러시아의 아한대 삼림을 지탱해 왔습니다. 그것은 과학자들이 최근 몇 년 동안 동굴 사자 새끼 두 마리와 털북숭이 코뿔소를 포함하여 발견하고 분석할 수 있었던 여러 멸종된 생물의 미라화된 유해를 보존하는 타임 캡슐 역할을 합니다.
영구 동토층은 차갑기 때문에 적합한 저장 매체일 뿐만 아니라; 또한 빛이 침투하지 않는 무산소 환경입니다. 그러나 현재 북극의 온도는 지구의 나머지 지역보다 최대 XNUMX배 더 빨리 따뜻해지고 있어 이 지역의 영구 동토층을 약화시키고 있습니다.
프랑스 마르세유에 있는 Aix-Marseille University School of Medicine의 의학 및 유전체학 명예 교수인 Jean-Michel Claverie는 시베리아 영구 동토층에서 채취한 지구 샘플을 테스트하여 그 안에 포함된 바이러스 입자가 여전히 전염성이 있는지 확인했습니다. 그는 "좀비 바이러스"라고 부르는 것을 찾고 있었고 일부를 발견했습니다.
바이러스 헌터
Claverie는 2003년에 그가 처음 발견한 특정 유형의 바이러스를 연구합니다. 거대 바이러스로 알려진 이 바이러스는 일반 바이러스보다 훨씬 크고 강력한 전자 현미경이 아닌 일반 광학 현미경으로 볼 수 있습니다. 실험실 작업의 유형.
영구 동토층에 얼어붙은 바이러스를 탐지하려는 그의 노력은 2012년 다람쥐의 굴에서 발견된 30,000만 년 된 종자 조직에서 야생화를 되살린 러시아 과학자 팀에 의해 부분적으로 영감을 받았습니다. (그 이후로 과학자들은 고대의 미세한 동물을 성공적으로 되살렸습니다.)
2014년에 그는 자신과 그의 팀이 영구동토층에서 분리한 바이러스를 배양 세포에 삽입하여 30,000년 만에 처음으로 바이러스를 감염시키는 데 성공했습니다. 안전을 위해 그는 동물이나 인간이 아닌 단세포 아메바만을 대상으로 할 수 있는 바이러스를 연구하기로 결정했습니다.
그는 2015년에도 아메바를 표적으로 삼는 다른 바이러스 유형을 분리하면서 위업을 반복했습니다. 그리고 18월 XNUMX일 Viruses 저널에 발표된 그의 최근 연구에서 Claverie와 그의 팀은 시베리아 전역의 XNUMX개 지역에서 채취한 여러 영구 동토층 샘플에서 고대 바이러스의 여러 변종을 분리하고 각각 배양된 아메바 세포를 감염시킬 수 있음을 보여주었습니다.
이러한 최신 변종은 그가 이전에 부활시킨 두 가지 외에 다섯 가지의 새로운 바이러스 계열을 나타냅니다. 가장 오래된 것은 토양의 방사성 탄소 연대 측정에 기초하여 거의 48,500년이 되었으며 표면 아래 16미터(52피트) 지하 호수에서 채취한 토양 샘플에서 나왔습니다. 털북숭이 매머드의 위 내용물과 털에서 발견된 가장 어린 샘플은 27,000년 된 것입니다.
아메바 감염 바이러스가 오랜 시간이 지난 후에도 여전히 전염성이 있다는 것은 잠재적으로 더 큰 문제를 시사한다고 Claverie는 말했습니다. 그는 사람들이 자신의 연구를 과학적 호기심으로 간주하고 고대 바이러스가 다시 살아날 가능성을 심각한 공중 보건 위협으로 인식하지 못하는 것을 두려워합니다.
Claverie는 CNN과의 인터뷰에서 "우리는 이 아메바 감염 바이러스를 영구 동토층에 있을 수 있는 다른 모든 가능한 바이러스의 대리자로 보고 있습니다."라고 말했습니다.
“우리는 다른 많은 바이러스의 흔적을 봅니다.”라고 그는 덧붙였습니다. “그래서 우리는 그들이 거기에 있다는 것을 압니다. 우리는 그들이 아직 살아 있는지 확실하지 않습니다. 그러나 우리의 추론은 아메바 바이러스가 여전히 살아 있다면 다른 바이러스가 여전히 살아 있지 않고 자신의 숙주를 감염시킬 수 있는 이유가 없다는 것입니다.”
인간 감염의 선례
인간을 감염시킬 수 있는 바이러스와 박테리아의 흔적이 영구 동토층에 보존되어 있는 것으로 밝혀졌습니다.
1997년 알래스카의 수어드 반도에 있는 마을의 영구 동토층에서 발굴된 여성의 몸에서 나온 폐 샘플에는 1918년 대유행의 원인이 된 인플루엔자 변종의 게놈 물질이 포함되어 있었습니다. 2012년 과학자들은 시베리아에 묻힌 300년 된 여성의 미라에 천연두를 일으키는 바이러스의 유전적 특징이 포함되어 있음을 확인했습니다.
2,000년 2016월과 XNUMX월 사이에 수십 명의 인간과 XNUMX마리 이상의 순록에게 영향을 준 시베리아 탄저병 발생은 유난히 더운 여름 동안 영구 동토층이 더 깊이 녹는 것과도 관련이 있습니다. 동물 시체.
스웨덴 우메아 대학(Umea University) 임상미생물학과 명예교수 Birgitta Evengård는 영구 동토층 해빙에서 잠재적인 병원균에 의해 제기되는 위험에 대해 더 나은 감시가 있어야 하지만 경각심을 불러일으키는 접근법에 대해 경고했다고 말했습니다.
"우리의 면역 방어는 미생물학적 환경과 밀접한 접촉을 통해 개발되었다는 점을 기억해야 합니다." 기후 변화가 인간의 전염병 유행에 미치는 영향을 조사하고 북부 지역의 동물.
그녀는 “만약 우리가 수천 년 동안 접촉하지 않은 바이러스가 영구 동토층에 숨어 있다면 우리의 면역 방어력이 충분하지 않기 때문일 수 있다”고 말했다. “상황을 존중하고 수동적이 아닌 능동적으로 행동하는 것이 옳습니다. 그리고 두려움과 싸우는 방법은 지식을 갖는 것입니다.”
물론 현실 세계에서 과학자들은 이러한 바이러스가 현재의 조건에 노출되면 얼마나 오랫동안 감염성을 유지할 수 있는지 또는 바이러스가 적절한 숙주를 만날 가능성이 얼마나 될지 모릅니다. 모든 바이러스가 질병을 일으킬 수 있는 병원균은 아닙니다. 일부는 숙주에게 양성이거나 심지어 유익합니다. 그리고 3.6만 명의 사람들이 살고 있는 북극은 여전히 인구 밀도가 낮은 곳으로 인간이 고대 바이러스에 노출될 위험이 매우 낮습니다.
그럼에도 불구하고 "지구 온난화의 맥락에서 위험은 증가할 수밖에 없다"고 Claverie는 말했습니다.
그리고 Claverie는 바이러스가 새로운 숙주에 뛰어들어 퍼지기 시작할 때 이 지역이 파급 사태를 위한 비옥한 땅이 될 수 있다고 경고하는 유일한 사람이 아닙니다.
작년에 과학자 팀은 북극권에 위치한 캐나다의 담수호인 Hazen 호수에서 채취한 토양 및 호수 퇴적물 샘플에 대한 연구를 발표했습니다. 그들은 해당 지역의 잠재적 숙주(식물과 동물)의 바이러스 서명과 게놈을 식별하기 위해 퇴적물의 유전 물질을 시퀀싱했습니다.
그들은 컴퓨터 모델 분석을 사용하여 많은 양의 빙하가 녹은 물이 호수로 흘러 들어간 곳과 가까운 위치에서 바이러스가 새로운 숙주로 유출될 위험이 더 높다고 제안했습니다. 이는 기후가 따뜻해짐에 따라 가능성이 더 높아지는 시나리오입니다.
알 수 없는 결과
NASA 제트 추진 연구소의 Miner는 온난화 영구 동토층에 포함된 바이러스 및 기타 위험 요소를 식별하는 것이 북극에 어떤 위험을 초래하는지 이해하는 첫 번째 단계라고 말했습니다. 다른 과제로는 영구 동토층이 언제, 어디서, 얼마나 빨리, 얼마나 깊이 녹을 것인지 정량화하는 것이 있습니다.
해동은 XNUMX년에 XNUMX센티미터 정도의 점진적인 과정일 수 있지만, 갑자기 깊고 오래된 영구 동토층이 노출될 수 있는 대규모 육지 슬럼프의 경우와 같이 더 빠르게 발생하기도 합니다. 이 과정은 또한 메탄과 이산화탄소를 대기 중으로 방출하는데, 이는 간과되고 과소평가된 기후 변화의 원인입니다.
Miner는 과학 저널인 Nature Climate Change에 발표된 2021년 논문에서 현재 북극 영구 동토층에 얼어붙은 잠재적인 위험을 분류했습니다.
이러한 가능한 위험에는 2000년대 초반에 금지된 살충제 DDT와 같은 화학 물질 및 중금속 채굴로 인한 매장된 폐기물이 포함되었습니다. 방사성 물질은 1950년대 핵 실험이 시작된 이후로 러시아와 미국에 의해 북극에 투기되었습니다.
Miner와 다른 연구자들은 2021년 논문에서 "갑작스러운 해빙은 오래된 영구 동토층 지평을 빠르게 노출시켜 더 깊은 층에 격리된 화합물과 미생물을 방출합니다."라고 언급했습니다.
연구 논문에서 Miner는 영구 동토층에서 방출된 고대 병원균에 의한 인간의 직접적인 감염을 "현재로서는 가능성이 없다"고 표시했습니다.
그러나 Miner는 그녀가 "Methuselah 미생물"(가장 긴 수명을 가진 성경 인물의 이름을 따서 명명)이라고 부르는 것에 대해 걱정한다고 말했습니다. 이들은 알 수 없는 결과와 함께 고대 및 멸종된 생태계의 역학을 현재의 북극으로 가져올 수 있는 유기체입니다.
고대 미생물의 재출현은 토양 구성과 식물 성장을 변화시킬 가능성이 있으며, 기후 변화의 영향을 더욱 가속화할 가능성이 있다고 Miner는 말했습니다.
"우리는 이 미생물들이 현대 환경과 어떻게 상호 작용할 것인지에 대해 정말 불분명합니다."라고 그녀는 말했습니다. "실제로 우리 중 누구라도 실행하고 싶어하는 실험이 아닙니다."
Miner는 최선의 조치는 해빙과 더 광범위한 기후 위기를 중단하고 이러한 위험을 영구 동토층에 영원히 묻히는 것이라고 말했습니다.
