Suhu yang lebih panas di Artik mencairkan permafrost di rantau ini - lapisan tanah beku di bawah bumi - dan berpotensi menghidupkan semula virus yang telah tidak aktif selama berpuluh-puluh ribu tahun.
sementara wabak yang disebabkan oleh penyakit dari masa lalu yang jauh kelihatan seperti premis filem fiksyen sains, saintis memberi amaran bahawa risiko, hanya kecil, dipandang remeh. Semasa pencairan, sisa kimia dan radioaktif daripada Perang Dingin mungkin dilepaskan, yang berpotensi membahayakan spesies dan mengganggu ekosistem.
"Terdapat banyak perkara yang berlaku dengan permafrost yang membimbangkan, dan ia benar-benar menunjukkan mengapa ia sangat penting untuk kita menyimpan sebanyak mungkin permafrost beku," kata Kimberley Miner, seorang saintis iklim di Makmal Pendorongan Jet NASA di Institut Teknologi California di Pasadena, California.
Permafrost merangkumi satu perlima daripada Hemisfera Utara dan telah lama menyokong tundra Artik dan hutan boreal Alaska, Kanada dan Rusia. Ia bertindak sebagai kapsul masa, memelihara sisa mumia beberapa makhluk pupus yang dapat ditemui dan dianalisis oleh saintis sejak beberapa tahun kebelakangan ini, termasuk dua anak singa gua dan seekor badak sumbu bulu.
Permafrost adalah medium penyimpanan yang sesuai bukan sahaja kerana ia sejuk; ia juga merupakan persekitaran bebas oksigen di mana cahaya tidak menembusi. Walau bagaimanapun, suhu Artik sekarang memanas sehingga empat kali lebih cepat daripada seluruh bumi, menjejaskan lapisan atas permafros di rantau ini.
Jean-Michel Claverie, seorang profesor perubatan dan genomik Emeritus di Sekolah Perubatan Universiti Aix-Marseille di Marseille, Perancis, telah menguji sampel bumi yang diambil dari permafrost Siberia untuk melihat sama ada sebarang zarah virus yang terkandung di dalamnya masih berjangkit. Dia sedang mencari "virus zombie," seperti yang dia panggil, dan dia menemui beberapa.
Pemburu virus
Claverie mengkaji jenis virus tertentu yang pertama kali ditemuinya pada tahun 2003. Dikenali sebagai virus gergasi, mereka jauh lebih besar daripada varieti biasa dan boleh dilihat di bawah mikroskop cahaya biasa, berbanding mikroskop elektron yang lebih berkuasa - yang menjadikannya model yang baik untuk ini jenis kerja makmal.
Usahanya untuk mengesan virus beku dalam permafrost sebahagiannya diilhamkan oleh sekumpulan saintis Rusia yang pada 2012 menghidupkan semula bunga liar daripada tisu benih berusia 30,000 tahun yang ditemui dalam liang tupai. (Sejak itu, saintis juga berjaya menghidupkan semula haiwan mikroskopik purba.)
Pada tahun 2014, dia berjaya menghidupkan semula virus yang dia dan pasukannya diasingkan daripada permafrost, menjadikannya berjangkit buat kali pertama dalam 30,000 tahun dengan memasukkannya ke dalam sel berbudaya. Untuk keselamatan, dia memilih untuk mengkaji virus yang hanya boleh menyasarkan amoeba bersel tunggal, bukan haiwan atau manusia.
Dia mengulangi kejayaan itu pada 2015, mengasingkan jenis virus berbeza yang turut menyasarkan amoeba. Dan dalam penyelidikan terbarunya, yang diterbitkan pada 18 Februari dalam jurnal Virus, Claverie dan pasukannya mengasingkan beberapa jenis virus purba daripada pelbagai sampel permafrost yang diambil dari tujuh tempat berbeza di seluruh Siberia dan menunjukkan mereka masing-masing boleh menjangkiti sel amoeba yang dikultur.
Strain terbaharu itu mewakili lima keluarga virus baharu, selain daripada dua yang telah dihidupkannya semula sebelum ini. Yang tertua berusia hampir 48,500 tahun, berdasarkan pentarikhan radiokarbon tanah, dan berasal dari sampel bumi yang diambil dari tasik bawah tanah 16 meter (52 kaki) di bawah permukaan. Sampel termuda, yang ditemui dalam kandungan perut dan lapisan mayat mamut berbulu, berusia 27,000 tahun.
Bahawa virus yang menjangkiti amuba masih berjangkit selepas sekian lama menunjukkan masalah yang berpotensi lebih besar, kata Claverie. Dia takut orang ramai menganggap penyelidikannya sebagai rasa ingin tahu saintifik dan tidak menganggap prospek virus purba hidup semula sebagai ancaman kesihatan awam yang serius.
"Kami melihat virus yang menjangkiti amoeba ini sebagai pengganti kepada semua kemungkinan virus lain yang mungkin berada dalam permafrost," kata Claverie kepada CNN.
"Kami melihat kesan banyak, banyak, banyak virus lain," tambahnya. “Jadi kita tahu mereka ada di sana. Kita tidak tahu pasti mereka masih hidup. Tetapi alasan kami ialah jika virus amuba masih hidup, tidak ada sebab mengapa virus lain tidak akan masih hidup, dan mampu menjangkiti perumah mereka sendiri."
Precedent untuk jangkitan manusia
Jejak virus dan bakteria yang boleh menjangkiti manusia telah didapati terpelihara dalam permafrost.
Sampel paru-paru daripada mayat wanita yang digali pada tahun 1997 daripada permafrost di sebuah kampung di Semenanjung Seward Alaska mengandungi bahan genomik daripada strain influenza yang bertanggungjawab terhadap pandemik 1918. Pada 2012, saintis mengesahkan mayat mumia berusia 300 tahun seorang wanita yang dikebumikan di Siberia mengandungi tanda genetik virus yang menyebabkan cacar.
Wabak antraks di Siberia yang menjejaskan berpuluh-puluh manusia dan lebih daripada 2,000 rusa kutub antara Julai dan Ogos pada 2016 juga telah dikaitkan dengan pencairan permafrost yang lebih dalam semasa musim panas yang sangat panas, membolehkan spora lama Bacillus anthracis muncul semula dari tanah perkuburan lama atau bangkai haiwan.
Birgitta Evengård, profesor emerita di Jabatan Mikrobiologi Klinikal Universiti Umea di Sweden, berkata perlu ada pengawasan yang lebih baik terhadap risiko yang ditimbulkan oleh patogen berpotensi dalam mencairkan permafrost, tetapi memberi amaran terhadap pendekatan yang mencemaskan.
"Anda mesti ingat pertahanan imun kita telah dibangunkan dalam hubungan rapat dengan persekitaran mikrobiologi," kata Evengård, yang merupakan sebahagian daripada Pusat Kecemerlangan CLINF Nordic, sebuah kumpulan yang menyiasat kesan perubahan iklim terhadap kelaziman penyakit berjangkit pada manusia dan haiwan di kawasan utara.
"Sekiranya terdapat virus yang tersembunyi di dalam permafrost yang tidak pernah kita sentuh selama beribu-ribu tahun, mungkin pertahanan imun kita tidak mencukupi," katanya. “Adalah betul untuk menghormati keadaan dan bersikap proaktif dan bukan sekadar reaktif. Dan cara untuk melawan ketakutan adalah dengan memiliki pengetahuan.”
Sudah tentu, dalam dunia nyata, saintis tidak tahu berapa lama virus ini boleh kekal berjangkit sebaik sahaja terdedah kepada keadaan masa kini, atau kemungkinan virus itu akan menemui perumah yang sesuai. Tidak semua virus adalah patogen yang boleh menyebabkan penyakit; ada yang jinak atau malah memberi manfaat kepada tuan rumah mereka. Dan walaupun ia adalah rumah kepada 3.6 juta orang, Artik masih merupakan tempat yang jarang penduduknya, menjadikan risiko pendedahan manusia kepada virus purba sangat rendah.
Namun, "risiko itu pasti akan meningkat dalam konteks pemanasan global," kata Claverie, "di mana pencairan permafrost akan terus mempercepatkan, dan lebih ramai orang akan mengisi Artik berikutan usaha perindustrian."
Dan Claverie tidak bersendirian dalam memberi amaran bahawa rantau ini boleh menjadi tanah yang subur untuk peristiwa limpahan – apabila virus melompat ke dalam hos baharu dan mula merebak.
Tahun lepas, satu pasukan saintis menerbitkan penyelidikan mengenai sampel tanah dan sedimen tasik yang diambil dari Tasik Hazen, sebuah tasik air tawar di Kanada yang terletak dalam Bulatan Artik. Mereka menyusun bahan genetik dalam sedimen untuk mengenal pasti tandatangan virus dan genom perumah berpotensi - tumbuh-tumbuhan dan haiwan - di kawasan itu.
Dengan menggunakan analisis model komputer, mereka mencadangkan risiko virus tumpah kepada hos baharu adalah lebih tinggi di lokasi yang berdekatan dengan sejumlah besar air cair glasier mengalir ke dalam tasik - senario yang menjadi lebih berkemungkinan apabila iklim semakin panas.
Akibat yang tidak diketahui
Mengenal pasti virus dan bahaya lain yang terkandung dalam permafrost yang memanaskan adalah langkah pertama dalam memahami risiko yang mereka timbulkan kepada Artik, kata Miner di Makmal Pendorong Jet NASA. Cabaran lain termasuk mengukur di mana, bila, berapa cepat, dan berapa dalam permafrost akan mencair.
Pencairan boleh menjadi proses beransur-ansur sekecil sentimeter setiap dekad tetapi juga berlaku dengan lebih pantas, seperti dalam kes keruntuhan tanah besar-besaran yang tiba-tiba boleh mendedahkan lapisan permafros yang dalam dan purba. Proses itu juga membebaskan metana dan karbon dioksida ke atmosfera - pemacu perubahan iklim yang diabaikan dan dipandang remeh.
Penambang mengkatalogkan pelbagai potensi bahaya yang kini dibekukan di permafrost Artik dalam makalah 2021 yang diterbitkan dalam jurnal saintifik Nature Climate Change.
Bahaya yang mungkin termasuk sisa terkubur daripada perlombongan logam berat dan bahan kimia seperti racun perosak DDT, yang diharamkan pada awal 2000-an. Bahan radioaktif juga telah dibuang di Artik - oleh Rusia dan Amerika Syarikat - sejak kemunculan ujian nuklear pada tahun 1950-an.
"Pencairan mendadak dengan cepat mendedahkan ufuk permafrost lama, melepaskan sebatian dan mikroorganisma yang diasingkan dalam lapisan yang lebih dalam," kata Miner dan penyelidik lain dalam kertas 2021.
Dalam kertas penyelidikan, Miner melabelkan jangkitan langsung manusia dengan patogen purba yang dikeluarkan dari permafrost sebagai "tidak mungkin pada masa ini."
Walau bagaimanapun, Miner berkata dia bimbang tentang apa yang disebutnya "mikroorganisma Methuselah" (dinamakan sempena tokoh Alkitab yang mempunyai jangka hayat paling lama). Ini adalah organisma yang boleh membawa dinamik ekosistem purba dan pupus ke Artik masa kini, dengan akibat yang tidak diketahui.
Kemunculan semula mikroorganisma purba berpotensi mengubah komposisi tanah dan pertumbuhan vegetatif, mungkin mempercepatkan lagi kesan perubahan iklim, kata Miner.
"Kami benar-benar tidak jelas tentang bagaimana mikrob ini akan berinteraksi dengan persekitaran moden," katanya. “Ia bukanlah satu percubaan yang saya rasa mana-mana daripada kita mahu jalankan.”
Tindakan terbaik, kata Miner, adalah untuk mencuba dan menghentikan pencairan, dan krisis iklim yang lebih luas, dan memastikan bahaya ini terkubur dalam permafrost untuk selamanya.
