Šiltesnė temperatūra Arktyje tirpdo regiono amžinąjį įšalą – po žeme esantį sušalusį dirvožemio sluoksnį – ir potencialiai atgaivina virusus, kurie neveikia dešimtis tūkstančių metų.
Nors tolimos praeities ligos sukelta pandemija atrodo kaip mokslinės fantastikos filmo prielaida, mokslininkai perspėja, kad rizika, tik nedidelė, yra neįvertinta. Atlydžių metu gali išsiskirti šaltojo karo laikų cheminės ir radioaktyvios atliekos, kurios gali pakenkti rūšims ir sutrikdyti ekosistemas.
„Su amžinuoju įšalu vyksta daug susirūpinimą keliančių dalykų, ir tai tikrai parodo, kodėl labai svarbu, kad kuo daugiau amžinojo įšalo būtų užšaldyta“, – sakė NASA reaktyvinio varymo laboratorijos klimato mokslininkas Kimberley Miner. Kalifornijos technologijos institutas Pasadenoje, Kalifornijoje.
Amžinasis įšalas apima penktadalį šiaurinio pusrutulio ir ilgą laiką palaiko Arkties tundrą bei borealinius Aliaskos, Kanados ir Rusijos miškus. Ji veikia kaip laiko kapsulė, išsauganti kelių išnykusių būtybių mumifikuotus palaikus, kuriuos mokslininkams pastaraisiais metais pavyko atrasti ir išanalizuoti, įskaitant du urvinio liūto jauniklius ir vilnonį raganosį.
Amžinasis įšalas yra tinkama laikymo terpė ne tik todėl, kad šalta; tai taip pat aplinka be deguonies, kur šviesa neprasiskverbia. Tačiau dabartinė Arkties temperatūra šyla keturis kartus greičiau nei likusioje žemėje, o tai kenkia viršutiniam regiono amžinojo įšalo sluoksniui.
Jean-Michel Claverie, medicinos ir genomikos profesorius emeritas iš Marselio Marselio universiteto medicinos mokyklos Marselyje, Prancūzijoje, ištyrė žemės mėginius, paimtus iš Sibiro amžinojo įšalo, kad nustatytų, ar jame esančios virusinės dalelės vis dar yra užkrečiamos. Jis ieško „zombių virusų“, kaip jis juos vadina, ir rado.
Virusų medžiotojas
Claverie tiria tam tikrą viruso tipą, kurį pirmą kartą atrado 2003 m. Žinomi kaip milžiniški virusai, jie yra daug didesni už tipinę įvairovę ir matomi įprastu šviesos mikroskopu, o ne galingesniu elektroniniu mikroskopu, todėl jie yra geras pavyzdys. laboratorinio darbo rūšis.
Jo pastangas aptikti amžinajame įšale sušalusius virusus iš dalies paskatino Rusijos mokslininkų komanda, kuri 2012 metais atgaivino laukinę gėlę iš 30,000 XNUMX metų senumo sėklinio audinio, rasto voverės urvėje. (Nuo to laiko mokslininkai taip pat sėkmingai atgaivino senovės mikroskopinius gyvūnus.)
2014 m. jam pavyko atgaivinti virusą, kurį jis ir jo komanda išskyrė iš amžinojo įšalo, todėl pirmą kartą per 30,000 XNUMX metų jis tapo užkrečiamas, įterpiant jį į kultivuojamas ląsteles. Saugumo sumetimais jis pasirinko tirti virusą, kuris gali būti nukreiptas tik į vienaląstes amebas, o ne į gyvūnus ar žmones.
Jis pakartojo žygdarbį 2015 m., išskirdamas kitą viruso tipą, kuris taip pat buvo nukreiptas į amebas. Savo naujausiame tyrime, paskelbtame vasario 18 d. žurnale Viruses, Claverie ir jo komanda iš daugybės amžinojo įšalo mėginių, paimtų iš septynių skirtingų Sibiro vietų, išskyrė keletą senovės viruso padermių ir parodė, kad kiekvienas iš jų gali užkrėsti kultivuotas amebų ląsteles.
Šios naujausios padermės atstovauja penkioms naujoms virusų šeimoms, neskaitant dviejų, kurias jis atgaivino anksčiau. Seniausias buvo beveik 48,500 16 metų senumo, remiantis dirvožemio radioaktyviosios anglies datavimu, ir buvo paimtas iš žemės mėginio, paimto iš požeminio ežero, esančio 52 metrų (27,000 pėdų) žemiau paviršiaus. Jauniausiems mėginiams, aptiktiems vilnonio mamuto palaikų skrandžio turinyje ir kailyje, buvo XNUMX XNUMX metų.
Claverie sakė, kad tai, kad amebomis užkrečiantys virusai po tiek laiko vis dar yra užkrečiami, rodo potencialiai didesnę problemą. Jis baiminasi, kad žmonės jo tyrimus laiko moksliniu smalsumu ir nesuvokia, kad senovės virusai atgys kaip rimta grėsmė visuomenės sveikatai.
„Manome, kad šie amebomis užkrečiantys virusai yra visų kitų galimų virusų, galinčių būti amžinajame įšale, pakaitalai“, – CNN sakė Claverie.
„Matome daugelio, daug, daug kitų virusų pėdsakus“, – pridūrė jis. „Taigi mes žinome, kad jie ten yra. Mes tiksliai nežinome, ar jie vis dar gyvi. Tačiau mes manome, kad jei amebų virusai vis dar gyvi, nėra jokios priežasties, kodėl kiti virusai vis dar nebus gyvi ir negalėtų užkrėsti savo šeimininkų.
Žmogaus užkrėtimo precedentas
Amžiname įšale buvo rasta virusų ir bakterijų, galinčių užkrėsti žmones, pėdsakų.
Plaučių mėginyje iš moters kūno, 1997 metais iškeltame iš amžinojo įšalo Aliaskos Sevardo pusiasalyje esančiame kaime, buvo genominės medžiagos iš gripo padermės, atsakingos už 1918 m. pandemiją. 2012 metais mokslininkai patvirtino, kad 300 metų senumo mumifikuoti Sibire palaidotos moters palaikai turi viruso, sukeliančio raupus, genetinių požymių.
Juodligės protrūkis Sibire, kuris 2,000 m. liepos–rugpjūčio mėn. paveikė dešimtis žmonių ir daugiau nei 2016 XNUMX šiaurės elnių, taip pat buvo susijęs su gilesniu amžinojo įšalo atšilimu ypač karštomis vasaromis, dėl kurių senosios Bacillus anthracis sporos gali iš naujo iškilti iš senų kapinių arba gyvūnų gaišenų.
Birgitta Evengård, Umea universiteto Klinikinės mikrobiologijos katedros Švedijoje profesorė emerita, sakė, kad reikėtų geriau stebėti potencialių patogenų keliamą pavojų atitirpstant amžinajam įšalui, tačiau perspėjo dėl nerimą keliančio požiūrio.
„Turite prisiminti, kad mūsų imuninė gynyba buvo sukurta glaudžiai bendradarbiaujant su mikrobiologine aplinka“, – sakė Evengårdas, priklausantis CLINF Šiaurės šalių kompetencijos centrui – grupei, tiriančios klimato kaitos poveikį infekcinių ligų paplitimui tarp žmonių ir žmonių. gyvūnų šiauriniuose regionuose.
„Jei amžinajame įšale yra paslėptas virusas, su kuriuo neturėjome kontakto tūkstančius metų, gali būti, kad mūsų imuninės gynybos nepakanka“, – sakė ji. „Teisinga gerbti situaciją ir būti iniciatyviems, o ne tik reaguoti. Ir būdas kovoti su baime yra turėti žinių.
Žinoma, realiame pasaulyje mokslininkai nežino, kiek laiko šie virusai gali išlikti užkrečiami, susidūrę su dabartinėmis sąlygomis, ar kokia tikimybė, kad virusas susidurs su tinkamu šeimininku. Ne visi virusai yra patogenai, galintys sukelti ligas; kai kurie yra gerybiniai ar net naudingi savo šeimininkams. Ir nors joje gyvena 3.6 milijono žmonių, Arktis vis dar yra retai apgyvendinta vieta, todėl senųjų virusų poveikio žmonėms rizika yra labai maža.
Vis dėlto „rizika neabejotinai padidės dėl visuotinio atšilimo“, – sakė Claverie, „kai amžinojo įšalo tirpimas vis spartės, o Arktyje apsigyvens daugiau žmonių dėl pramonės įmonių“.
Ir Claverie nėra viena, įspėjanti, kad regionas gali tapti palankia dirva plitimo įvykiui – kai virusas peršoks į naują šeimininką ir pradės plisti.
Praėjusiais metais mokslininkų grupė paskelbė dirvožemio ir ežero nuosėdų mėginių, paimtų iš Hazeno ežero, Kanados gėlo vandens ežero, esančio poliariniame rate, tyrimus. Jie sekvenavo nuosėdose esančią genetinę medžiagą, kad nustatytų virusų parašus ir galimų šeimininkų – augalų ir gyvūnų – genomus šioje srityje.
Naudodami kompiuterinio modelio analizę, jie pasiūlė, kad virusų plitimo naujiems šeimininkams rizika buvo didesnė tose vietose, kur į ežerą tekėjo dideli ledynų tirpsmo vandens kiekiai – toks scenarijus tampa vis labiau tikėtinas atšilus klimatui.
Nežinomos pasekmės
Virusų ir kitų pavojų, esančių šylančio amžinojo įšalo, nustatymas yra pirmasis žingsnis siekiant suprasti, kokią riziką jie kelia Arkčiai, sakė NASA Reaktyvinio varymo laboratorijos kalnakasys. Kiti iššūkiai apima kiekybinį įvertinimą, kur, kada, kaip greitai ir kaip giliai atitirps amžinasis įšalas.
Atitirpimas gali būti laipsniškas procesas, trunkantis vos centimetrus per dešimtmetį, bet taip pat ir greičiau, pavyzdžiui, esant dideliems žemės nuosmukiams, kurie gali staiga atskleisti gilius ir senovinius amžinojo įšalo sluoksnius. Procesas taip pat į atmosferą išskiria metaną ir anglies dioksidą – nepastebėtą ir neįvertintą klimato kaitos veiksnį.
Moksliniame žurnale „Nature Climate Change“ 2021 m. paskelbtame dokumente Mineris katalogavo daugybę galimų pavojų, šiuo metu užšalusių Arkties amžinajame įšale.
Tie galimi pavojai apėmė palaidotas sunkiųjų metalų ir cheminių medžiagų, tokių kaip pesticidas DDT, kasybos atliekos, kurios buvo uždraustos 2000-ųjų pradžioje. Radioaktyviosios medžiagos taip pat buvo išmestos į Arktį – Rusija ir JAV – nuo branduolinių bandymų atsiradimo šeštajame dešimtmetyje.
„Staigus atšilimas greitai atskleidžia senus amžinojo įšalo horizontus, išskiria junginius ir mikroorganizmus, susikaupusius gilesniuose sluoksniuose“, – pažymėjo Mineris ir kiti tyrėjai 2021 m.
Tyrimo darbe Mineris tiesioginę žmonių užkrėtimą senovės patogenais, išlaisvintais iš amžinojo įšalo, pažymėjo kaip „šiuo metu neįtikimą“.
Tačiau Miner sakė, kad ji nerimauja dėl to, ką ji pavadino „metuzalo mikroorganizmais“ (pavadinta pagal Biblijos figūrą, turinčią ilgiausią gyvenimo trukmę). Tai organizmai, galintys į dabartinę Arktį perkelti senovės ir išnykusių ekosistemų dinamiką su nežinomomis pasekmėmis.
Mineris teigė, kad pakartotinis senovės mikroorganizmų atsiradimas gali pakeisti dirvožemio sudėtį ir vegetatyvinį augimą, galbūt dar labiau paspartins klimato kaitos poveikį.
„Mums tikrai neaišku, kaip šie mikrobai sąveikaus su šiuolaikine aplinka“, – sakė ji. „Manau, kad tai tikrai nėra eksperimentas, kurį bet kuris iš mūsų nori vykdyti.
Mineris teigė, kad geriausias būdas yra pabandyti sustabdyti atšilimą ir platesnę klimato krizę ir visam laikui išlaikyti šiuos pavojus amžinajame įšale.
