आर्क्टिकमधील उष्ण तापमान या प्रदेशातील पर्माफ्रॉस्टला विरघळत आहे - पृथ्वीच्या खाली मातीचा एक गोठलेला थर - आणि हजारो वर्षांपासून सुप्त असलेल्या विषाणूंचे संभाव्य पुनरुज्जीवन करत आहे.
दूरच्या भूतकाळातील रोगामुळे होणारी महामारी ही विज्ञानकथा चित्रपटाच्या आधारासारखी वाटत असताना, शास्त्रज्ञ चेतावणी देतात की जोखीम, अगदी किरकोळ, कमी लेखले जातात. वितळताना, शीतयुद्धातील रासायनिक आणि किरणोत्सर्गी कचरा सोडला जाऊ शकतो, संभाव्यतः प्रजातींना हानी पोहोचवू शकतो आणि परिसंस्थेमध्ये व्यत्यय आणू शकतो.
“परमाफ्रॉस्टमध्ये चिंतेचे विषय असलेले बरेच काही चालू आहे आणि हे खरोखरच दाखवते की आपण जास्तीत जास्त पर्माफ्रॉस्ट गोठवून ठेवणे का महत्त्वाचे आहे,” असे नासा जेट प्रोपल्शन लॅबोरेटरीचे हवामान शास्त्रज्ञ किम्बर्ली मायनर म्हणाले. पासाडेना, कॅलिफोर्नियामधील कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी.
पर्माफ्रॉस्ट उत्तर गोलार्धाच्या एक पंचमांश भागात पसरलेला आहे आणि त्याने अलास्का, कॅनडा आणि रशियाच्या आर्क्टिक टुंड्रा आणि बोरियल जंगलांना दीर्घकाळ समर्थन दिले आहे. हे टाइम कॅप्सूल म्हणून कार्य करते, अनेक विलुप्त प्राण्यांचे ममी केलेले अवशेष जतन करते ज्याचा शोध आणि विश्लेषण करण्यात शास्त्रज्ञांना दोन गुहेत सिंहाचे शावक आणि एक लोकरी गेंडा यांचा समावेश आहे.
पर्माफ्रॉस्ट हे केवळ थंड असल्यामुळेच नव्हे तर साठवण करण्याचे योग्य माध्यम आहे; हे एक ऑक्सिजन मुक्त वातावरण आहे जेथे प्रकाश आत प्रवेश करत नाही. तथापि, सध्याचे आर्क्टिक तापमान पृथ्वीच्या इतर भागापेक्षा चारपट वेगाने वाढत आहे, ज्यामुळे प्रदेशातील पर्माफ्रॉस्टचा वरचा थर कमी होत आहे.
जीन-मिशेल क्लेव्हरी, मार्सिले, फ्रान्समधील आयक्स-मार्सिले युनिव्हर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन येथे औषध आणि जीनोमिक्सचे एमेरिटस प्राध्यापक, त्यांनी सायबेरियन पर्माफ्रॉस्टमधून घेतलेल्या पृथ्वीच्या नमुन्यांची चाचणी केली आहे की त्यात असलेले कोणतेही विषाणूचे कण अद्याप संसर्गजन्य आहेत का. तो "झोम्बी व्हायरस" शोधत आहे, जसे तो त्यांना कॉल करतो आणि त्याला काही सापडले आहेत.
व्हायरस शिकारी
क्लेव्हरी यांनी 2003 मध्ये प्रथम शोधलेल्या विषाणूच्या विशिष्ट प्रकाराचा अभ्यास केला. महाकाय विषाणू म्हणून ओळखले जाणारे, ते सामान्य प्रकारापेक्षा खूप मोठे आहेत आणि अधिक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाच्या ऐवजी नियमित प्रकाश सूक्ष्मदर्शकाखाली दृश्यमान आहेत - ज्यामुळे ते यासाठी एक चांगले मॉडेल बनतात. प्रयोगशाळेच्या कामाचा प्रकार.
पर्माफ्रॉस्टमध्ये गोठलेले विषाणू शोधण्याचे त्यांचे प्रयत्न अंशतः रशियन शास्त्रज्ञांच्या पथकाने प्रेरित केले होते ज्यांनी 2012 मध्ये गिलहरीच्या बुरुजमध्ये सापडलेल्या 30,000 वर्ष जुन्या बियाण्यांच्या ऊतींमधून रानफुलाचे पुनरुज्जीवन केले. (तेव्हापासून, शास्त्रज्ञांनी प्राचीन सूक्ष्म प्राणी देखील यशस्वीरित्या जिवंत केले आहेत.)
2014 मध्ये, त्याने आणि त्याच्या टीमने पर्माफ्रॉस्टपासून विलग केलेल्या विषाणूला पुनरुज्जीवित करण्यात यश मिळविले, 30,000 वर्षांत प्रथमच तो संवर्धित पेशींमध्ये टाकून संसर्गजन्य बनवला. सुरक्षिततेसाठी, त्याने अशा विषाणूचा अभ्यास करणे निवडले जे केवळ एकल-सेल अमीबास लक्ष्य करू शकते, प्राणी किंवा मानव नाही.
त्याने 2015 मध्ये पराक्रमाची पुनरावृत्ती केली, एका वेगळ्या व्हायरस प्रकाराला वेगळे केले ज्याने अमीबास देखील लक्ष्य केले. आणि त्यांच्या नवीनतम संशोधनात, 18 फेब्रुवारी रोजी जर्नल व्हायरसमध्ये प्रकाशित झाले, क्लेव्हरी आणि त्यांच्या टीमने सायबेरियातील सात वेगवेगळ्या ठिकाणांहून घेतलेल्या परमाफ्रॉस्टच्या अनेक नमुन्यांमधून प्राचीन विषाणूचे अनेक प्रकार वेगळे केले आणि ते प्रत्येक सुसंस्कृत अमिबा पेशींना संक्रमित करू शकतात हे दाखवून दिले.
ते नवीनतम स्ट्रेन विषाणूंच्या पाच नवीन कुटुंबांचे प्रतिनिधित्व करतात, त्यापैकी दोन पैकी त्याने पूर्वी पुनरुज्जीवन केले होते. सर्वात जुने जवळजवळ 48,500 वर्षे जुने होते, जे मातीच्या रेडिओकार्बन डेटिंगवर आधारित होते आणि ते पृष्ठभागाच्या 16 मीटर (52 फूट) खाली असलेल्या भूमिगत तलावातून घेतलेल्या पृथ्वीच्या नमुन्यावरून आले होते. सर्वात तरुण नमुने, पोटातील सामग्री आणि लोकरीच्या मॅमथच्या अवशेषांमध्ये सापडलेले, 27,000 वर्षे जुने होते.
अमीबा-संसर्ग करणारे विषाणू इतके दिवसानंतरही संसर्गजन्य आहेत हे संभाव्यत: मोठ्या समस्येचे सूचक आहे, क्लेव्हरी म्हणाले. त्याला भीती वाटते की लोक त्याच्या संशोधनाला वैज्ञानिक कुतूहल मानतात आणि सार्वजनिक आरोग्यासाठी गंभीर धोका म्हणून प्राचीन व्हायरस पुन्हा जिवंत होण्याची शक्यता त्यांना समजत नाही.
"आम्ही या अमीबा-संक्रमित विषाणूंना पर्माफ्रॉस्टमध्ये असलेल्या इतर सर्व संभाव्य विषाणूंसाठी सरोगेट्स म्हणून पाहतो," क्लेव्हरीने सीएनएनला सांगितले.
“आम्ही अनेक, अनेक, इतर अनेक विषाणूंचे ट्रेस पाहतो,” तो पुढे म्हणाला. “म्हणून आम्हाला माहित आहे की ते तिथे आहेत. ते अजूनही जिवंत आहेत हे आम्हाला ठाऊक नाही. पण आमचा तर्क असा आहे की जर अमिबा विषाणू अजूनही जिवंत असतील तर इतर विषाणू जिवंत नसतील आणि त्यांच्या स्वत: च्या यजमानांना संक्रमित करण्यास सक्षम असतील असे कोणतेही कारण नाही.”
मानवी संसर्गाचे उदाहरण
पर्माफ्रॉस्टमध्ये मानवांना संक्रमित करू शकणार्‍या विषाणू आणि जीवाणूंच्या खुणा सापडल्या आहेत.
1997 मध्ये अलास्काच्या सेवर्ड द्वीपकल्पातील एका गावात पर्माफ्रॉस्टमधून बाहेर काढलेल्या महिलेच्या शरीरातील फुफ्फुसाच्या नमुन्यात 1918 च्या साथीच्या रोगासाठी जबाबदार असलेल्या इन्फ्लूएंझा स्ट्रेनमधील जीनोमिक सामग्री होती. 2012 मध्ये, शास्त्रज्ञांनी पुष्टी केली की सायबेरियामध्ये पुरलेल्या महिलेच्या 300 वर्ष जुन्या ममी केलेल्या अवशेषांमध्ये व्हायरसच्या अनुवांशिक स्वाक्षरी आहेत ज्यामुळे चेचक होतो.
सायबेरियामध्ये 2,000 मध्ये जुलै ते ऑगस्ट दरम्यान डझनभर मानवांना आणि 2016 हून अधिक रेनडिअर्सना प्रभावित झालेल्या अॅन्थ्रॅक्सचा उद्रेक अपवादात्मक उन्हाळ्यात पर्माफ्रॉस्टच्या खोल विरघळण्याशी देखील जोडला गेला आहे, ज्यामुळे बॅसिलस ऍन्थ्रॅसिसचे जुने बीजाणू जुन्या दफनभूमीतून पुन्हा बाहेर येऊ शकतात प्राण्यांचे शव.
स्वीडनमधील उमिया युनिव्हर्सिटीच्या क्लिनिकल मायक्रोबायोलॉजी विभागातील इमेरिटा प्रोफेसर बिर्गिटा इव्हनगार्ड यांनी सांगितले की, पर्माफ्रॉस्ट वितळताना संभाव्य रोगजनकांच्या जोखमीवर अधिक चांगल्या प्रकारे निगराणी ठेवली पाहिजे, परंतु धोक्याचा इशारा दिला.
“तुम्हाला हे लक्षात ठेवावे की आमची रोगप्रतिकारक शक्ती सूक्ष्मजीवशास्त्रीय परिसराच्या जवळच्या संपर्कात विकसित झाली आहे,” इव्हनगार्ड म्हणाले, जे CLINF नॉर्डिक सेंटर ऑफ एक्सलन्सचा भाग आहेत, जे मानवांमध्ये संसर्गजन्य रोगांच्या प्रसारावर हवामान बदलाच्या परिणामांची तपासणी करतात. उत्तर प्रदेशातील प्राणी.
ती म्हणाली, “जर पर्माफ्रॉस्टमध्ये एखादा विषाणू लपलेला असेल ज्याच्याशी आपण हजारो वर्षांपासून संपर्कात नव्हतो, तर कदाचित आपली रोगप्रतिकारक शक्ती पुरेशी नसेल.” “परिस्थितीचा आदर करणे आणि केवळ प्रतिक्रियाशील नसून सक्रिय असणे योग्य आहे. आणि भीतीशी लढण्याचा मार्ग म्हणजे ज्ञान असणे.”
अर्थात, वास्तविक जगात, शास्त्रज्ञांना हे माहित नाही की हे विषाणू सध्याच्या परिस्थितीच्या संपर्कात आल्यानंतर किती काळ संसर्गजन्य राहू शकतात किंवा व्हायरसला योग्य यजमानाचा सामना करावा लागण्याची शक्यता किती आहे. सर्व व्हायरस रोगजनक नसतात ज्यामुळे रोग होऊ शकतो; काही सौम्य किंवा त्यांच्या यजमानांसाठी फायदेशीर आहेत. आणि हे 3.6 दशलक्ष लोकांचे घर असताना, आर्क्टिक अजूनही विरळ लोकवस्तीचे ठिकाण आहे, ज्यामुळे प्राचीन विषाणूंचा मानवी संपर्कात येण्याचा धोका खूपच कमी आहे.
तरीही, “ग्लोबल वॉर्मिंगच्या संदर्भात जोखीम वाढणे बंधनकारक आहे,” क्लेव्हरी म्हणाले, “ज्यामध्ये पर्माफ्रॉस्ट विरघळण्याचा वेग वाढत राहील आणि औद्योगिक उपक्रमांच्या पार्श्वभूमीवर आर्क्टिकमध्ये अधिक लोकसंख्या वाढेल.”
आणि क्लेव्हरी एकट्याने चेतावणी देणारी नाही की हा प्रदेश स्पिलओव्हर इव्हेंटसाठी एक सुपीक मैदान बनू शकतो - जेव्हा एखादा विषाणू नवीन होस्टमध्ये उडी मारतो आणि पसरू लागतो.
गेल्या वर्षी, शास्त्रज्ञांच्या एका चमूने आर्क्टिक सर्कलमध्ये असलेल्या कॅनडातील गोड्या पाण्याचे तलाव, लेक हॅझेन येथून घेतलेल्या माती आणि सरोवराच्या गाळाच्या नमुन्यांवर संशोधन प्रकाशित केले. त्यांनी क्षेत्रामध्ये विषाणूजन्य स्वाक्षरी आणि संभाव्य यजमानांचे जीनोम - वनस्पती आणि प्राणी - ओळखण्यासाठी गाळातील अनुवांशिक सामग्रीचा क्रम लावला.
संगणक मॉडेल विश्लेषणाचा वापर करून, त्यांनी सुचवले की नवीन यजमानांवर विषाणू पसरण्याचा धोका अधिक आहे जेथे मोठ्या प्रमाणात हिमनदीचे वितळलेले पाणी सरोवरात वाहते - एक परिस्थिती जे हवामान गरम झाल्यावर अधिक शक्यता बनते.
अज्ञात परिणाम
वार्मिंग पर्माफ्रॉस्टमध्ये असलेले विषाणू आणि इतर धोके ओळखणे ही आर्क्टिकला कोणता धोका आहे हे समजून घेण्याची पहिली पायरी आहे, असे नासाच्या जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाळेतील खाण कामगार म्हणाले. इतर आव्हानांमध्ये पर्माफ्रॉस्ट कुठे, केव्हा, किती वेगाने आणि किती खोलवर वितळतील याचे प्रमाण ठरवणे समाविष्ट आहे.
विरघळणे ही दर दशकात कमी सेंटीमीटरची हळूहळू प्रक्रिया असू शकते परंतु ती अधिक वेगाने घडते, जसे की मोठ्या प्रमाणावर जमीन घसरण्याच्या बाबतीत ज्यामुळे पर्माफ्रॉस्टचे खोल आणि प्राचीन स्तर अचानक उघड होऊ शकतात. ही प्रक्रिया वातावरणात मिथेन आणि कार्बन डाय ऑक्साईड देखील सोडते - हवामान बदलाचे दुर्लक्षित आणि कमी लेखलेले चालक.
नेचर क्लायमेट चेंज या वैज्ञानिक जर्नलमध्ये प्रकाशित 2021 च्या पेपरमध्ये मायनरने सध्या आर्क्टिक पर्माफ्रॉस्टमध्ये गोठलेल्या संभाव्य धोक्यांची श्रेणी सूचीबद्ध केली आहे.
त्या संभाव्य धोक्यांमध्ये 2000 च्या दशकाच्या सुरुवातीला बंदी घालण्यात आलेल्या कीटकनाशक डीडीटी सारख्या जड धातू आणि रसायनांच्या खाणकामातून पुरलेला कचरा समाविष्ट होता. 1950 च्या दशकात आण्विक चाचणी सुरू झाल्यापासून - रशिया आणि युनायटेड स्टेट्सद्वारे - आर्क्टिकमध्ये रेडिओएक्टिव्ह सामग्री देखील टाकली गेली आहे.
“अचानक वितळल्याने जुने पर्माफ्रॉस्ट क्षितीज झपाट्याने उघड होतात, संयुगे आणि सूक्ष्मजीव खोल थरांमध्ये सोडतात,” मायनर आणि इतर संशोधकांनी २०२१ च्या पेपरमध्ये नमूद केले.
संशोधन पेपरमध्ये, मायनरने पर्माफ्रॉस्टमधून सोडलेल्या प्राचीन रोगजनकांच्या थेट संसर्गास मानवांना "सध्या असंभाव्य" असे लेबल केले.
तथापि, मायनर म्हणाली की तिला "मेथुसेलाह सूक्ष्मजीव" (सर्वात जास्त आयुष्य असलेल्या बायबलमधील आकृतीच्या नावावरून नाव देण्यात आले आहे) याबद्दल तिला काळजी वाटते. हे असे जीव आहेत जे प्राचीन आणि नामशेष झालेल्या परिसंस्थेची गतिशीलता आजच्या आर्क्टिकमध्ये आणू शकतात, अज्ञात परिणामांसह.
प्राचीन सूक्ष्मजीवांच्या पुनरुत्थानात मातीची रचना आणि वनस्पतिवृद्धी बदलण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे हवामान बदलाच्या प्रभावांना आणखी गती मिळू शकते, असे मायनर म्हणाले.
"आम्ही खरोखरच अस्पष्ट आहोत की हे सूक्ष्मजंतू आधुनिक वातावरणाशी कसे संवाद साधतील," ती म्हणाली. "आपल्यापैकी कोणीही धावू इच्छितो असे मला वाटते हा खरोखर प्रयोग नाही."
मायनरने सांगितले की, कृतीचा सर्वोत्तम मार्ग म्हणजे वितळणे आणि हवामानाचे व्यापक संकट थांबवणे आणि या धोक्यांना चांगल्यासाठी पर्माफ्रॉस्टमध्ये गुंतवून ठेवणे.
