Ix-xjentisti qajmu virus ‘zombie’ li qatta’ 48,500 sena ffriżat fil-permafrost

Ir-riċerkaturi iżolaw mikrobi vijabbli mit-tidwib tal-permafrost wara għexieren ta’ eluf ta’ snin.

Temperaturi aktar sħan fl-Artiku qed iħoll il-permafrost tar-reġjun – saff iffriżat ta’ ħamrija taħt l-art – u potenzjalment qed iqajmu viruses li ilhom reqdin għal għexieren ta’ eluf ta’ snin.

Ix-xjentisti qajmu virus ‘zombie’ li qatta’ 48,500 sena ffriżat fil-permafrost 1
Minerali tad-Dinja mtaqqbin mill-permafrost Siberjan ġew analizzati biex jinstabu viruses iffriżati. © Jean-Michel Claverie/IGS/CNRS-AMU / Użu Ġust

filwaqt li pandemija kkawżata minn marda mill-passat imbiegħed tidher li hija l-premessa ta’ film ta’ fantaxjenza, ix-xjentisti jwissu li r-riskji, żgħar biss, huma sottovalutati. Waqt it-tidwib, skart kimiku u radjuattiv mill-Gwerra Bierda jista’ jiġi rilaxxat, li potenzjalment jagħmel ħsara lill-ispeċi u jħarbat l-ekosistemi.

"Hemm ħafna għaddej bil-permafrost li huwa ta 'tħassib, u verament juri għaliex huwa super importanti li nżommu kemm jista' jkun mill-permafrost iffriżat," qal Kimberley Miner, xjenzat tal-klima fil-Laboratorju ta 'Propulsjoni Ġett tan-NASA fil- California Institute of Technology f'Pasadena, California.

Il-permafrost jifrex fuq ħamsa tal-Emisferu tat-Tramuntana u ilu jappoġġa t-tundra tal-Artiku u l-foresti boreali tal-Alaska, il-Kanada u r-Russja. Taġixxi bħala kapsula taż-żmien, li tippreserva l-fdalijiet mummifikati ta’ diversi ħlejjaq estinti li x-xjentisti setgħu jiskopru u janalizzaw f’dawn l-aħħar snin, inklużi żewġ frieħ tal-iljun tal-grotta u rhino tas-suf.

Permafrost huwa mezz ta 'ħażna adattat mhux biss minħabba li huwa kiesaħ; huwa wkoll ambjent ħieles mill-ossiġnu fejn id-dawl ma jippenetrax. Madankollu, it-temperaturi attwali tal-Artiku qed jisħnu sa erba' darbiet aktar malajr mill-bqija tad-dinja, u b'hekk jimminaw is-saff ta' fuq ta' permafrost tar-reġjun.

Jean-Michel Claverie, professur Emeritus tal-mediċina u l-ġenomika fl-Iskola tal-Mediċina tal-Università ta’ Aix-Marseille f’Marsilja, Franza, ttestja kampjuni tad-dinja meħuda mill-permafrost tas-Siberja biex jara jekk xi partiċelli virali li jinsabu fihom għadhomx infettivi. Qed ifittex “viruses zombie,” kif isejħilhom hu, u sab xi wħud.

Il-kaċċatur tal-virus

Claverie jistudja tip partikolari ta’ virus li skopra għall-ewwel darba fl-2003. Magħrufa bħala viruses ġganti, huma ħafna akbar mill-varjetà tipika u viżibbli taħt mikroskopju tad-dawl regolari, aktar milli mikroskopju elettroniku aktar qawwi – li jagħmilhom mudell tajjeb għal dan. tip ta' xogħol fil-laboratorju.

L-isforzi tiegħu biex jiskopri viruses iffriżati fil-permafrost kienu parzjalment ispirati minn tim ta’ xjenzati Russi li fl-2012 reġgħu qajmu fjuri selvaġġi minn tessut taż-żerriegħa ta’ 30,000 sena li nstab f’ħofra ta’ iskojjattlu. (Minn dak iż-żmien 'l hawn, ix-xjentisti b'suċċess ukoll reġgħu lura għall-ħajja ta' annimali mikroskopiċi tal-qedem.)

Fl-2014, irnexxielu jqajjem virus hu u t-tim tiegħu iżolati mill-permafrost, u għamilha infettiva għall-ewwel darba fi 30,000 sena billi daħħalha f’ċelloli kkultivati. Għas-sigurtà, kien għażel li jistudja virus li jista’ jimmira biss għall-ameba b’ċellula waħda, mhux fuq l-annimali jew il-bnedmin.

Huwa rrepeta l-proeza fl-2015, iżolat tip ta 'virus differenti li kien immirat ukoll għall-amoebas. U fl-aħħar riċerka tiegħu, ippubblikata fit-18 ta 'Frar fil-ġurnal Viruses, Claverie u t-tim tiegħu iżolaw diversi razez ta' virus tal-qedem minn kampjuni multipli ta 'permafrost meħuda minn seba' postijiet differenti madwar is-Siberja u wrew li kull wieħed jista 'jinfetta ċelluli tal-ameba kkultivati.

Ix-xjentisti qajmu virus ‘zombie’ li qatta’ 48,500 sena ffriżat fil-permafrost 2
Dan huwa mikroritratt imtejjeb bil-kompjuter ta' Pithovirus sibericum li kien iżolat minn kampjun ta' permafrost ta' 30,000 sena fl-2014. © Jean-Michel Claverie/IGS/CNRS-AMU / Użu Ġust

Dawk l-aħħar razez jirrappreżentaw ħames familji ġodda ta 'viruses, minbarra t-tnejn li kien qanqal qabel. L-eqdem kellu kważi 48,500 sena, ibbażat fuq id-dating bir-radjukarbonju tal-ħamrija, u kien ġej minn kampjun ta’ art meħud minn lag taħt l-art 16-il metru (52 pied) taħt il-wiċċ. L-iżgħar kampjuni, li nstabu fil-kontenut tal-istonku u fil-kisja tal-fdalijiet ta’ mammoth tas-suf, kellhom 27,000 sena.

Li l-viruses li jinfettaw l-ameba għadhom infettivi wara tant żmien huwa indikattiv ta 'problema potenzjalment akbar, qal Claverie. Jibża’ li n-nies iqisu r-riċerka tiegħu bħala kurżità xjentifika u ma jipperċepixxux il-prospett li viruses antiki jerġgħu jieħdu l-ħajja bħala theddida serja għas-saħħa pubblika.

"Aħna nqisu dawn il-viruses li jinfettaw l-ameba bħala surrogati għall-viruses l-oħra kollha possibbli li jistgħu jkunu fil-permafrost," qal Claverie lil CNN.

"Aħna naraw it-traċċi ta 'ħafna, ħafna, ħafna viruses oħra," żied jgħid. “Allura nafu li qegħdin hemm. Ma nafux żgur li għadhom ħajjin. Iżda r-raġunament tagħna huwa li jekk il-viruses tal-ameba għadhom ħajjin, m'hemm l-ebda raġuni għalfejn il-viruses l-oħra ma jkunux għadhom ħajjin, u kapaċi jinfettaw lill-ospiti tagħhom stess.”

Preċedent għall-infezzjoni umana

Instabu traċċi ta’ viruses u batterji li jistgħu jinfettaw lill-bnedmin ippreservati fil-permafrost.

Kampjun tal-pulmun minn ġisem ta’ mara li nħareġ fl-1997 minn permafrost f’raħal fil-Peniżola ta’ Seward tal-Alaska kien fih materjal ġenomika mir-razza tal-influwenza responsabbli għall-pandemija tal-1918. Fl-2012, ix-xjenzati kkonfermaw li l-fdalijiet mummifikati ta’ 300 sena ta’ mara midfuna fis-Siberja kien fihom il-firem ġenetiċi tal-virus li jikkawża l-ġidri.

Tifqigħa tal-antraċi fis-Siberja li affettwat għexieren ta’ bnedmin u aktar minn 2,000 renna bejn Lulju u Awwissu tal-2016 ġiet ukoll marbuta ma’ tidwib aktar profond tal-permafrost matul sjuf eċċezzjonalment sħan, li ppermetta li spori qodma ta’ Bacillus anthracis jerġgħu joħorġu mill-artijiet antiki tad-dfin jew karkassi tal-annimali.

Birgitta Evengård, professur emerita fid-Dipartiment tal-Mikrobijoloġija Klinika tal-Università ta 'Umea fl-Iżvezja, qalet li għandu jkun hemm sorveljanza aħjar tar-riskju maħluqa minn patoġeni potenzjali fit-tidwib tal-permafrost, iżda wissiet kontra approċċ allarmista.

"Int trid tiftakar li d-difiża immuni tagħna ġiet żviluppata f'kuntatt mill-qrib mal-ambjent mikrobijoloġiku," qal Evengård, li huwa parti miċ-Ċentru Nordiku ta' Eċċellenza CLINF, grupp li jinvestiga l-effetti tat-tibdil fil-klima fuq il-prevalenza ta' mard infettiv fil-bnedmin u annimali fir-reġjuni tat-Tramuntana.

Ix-xjentisti qajmu virus ‘zombie’ li qatta’ 48,500 sena ffriżat fil-permafrost 3
Dgħajsa serviet bħala canteen u spazju għall-ħażna għat-tim li ħa cores li Claverie uża fl-esperimenti tiegħu. © Jean-Michel Claverie/IGS/CNRS-AMU / Użu Ġust

"Jekk hemm virus moħbi fil-permafrost li ilna ma f'kuntatt miegħu għal eluf ta 'snin, jista' jkun li d-difiża immuni tagħna mhix biżżejjed," qalet. “Huwa korrett li jkollna rispett għas-sitwazzjoni u nkunu proattivi u mhux reattivi biss. U l-mod kif niġġieldu l-biża’ huwa li jkollok għarfien.”

Ċansijiet ta 'tixrid virali

Naturalment, fid-dinja reali, ix-xjentisti ma jafux kemm idum dawn il-viruses jistgħu jibqgħu infettivi ladarba jkunu esposti għall-kundizzjonijiet tal-lum, jew kemm ikun probabbli li l-virus jiltaqa 'ma' host adattat. Mhux il-viruses kollha huma patoġeni li jistgħu jikkawżaw mard; xi wħud huma beninni jew saħansitra ta 'benefiċċju għall-ospiti tagħhom. U filwaqt li hija dar għal 3.6 miljun ruħ, l-Artiku għadu post b'popolazzjoni skarsa, u b'hekk ir-riskju tal-espożizzjoni tal-bniedem għal viruses tal-qedem huwa baxx ħafna.

Xorta waħda, "ir-riskju huwa marbut li jiżdied fil-kuntest tat-tisħin globali," qal Claverie, "li fih it-tidwib tal-permafrost se jkompli jaċċellera, u aktar nies se jimlaw l-Artiku wara impriżi industrijali."

U Claverie mhux waħdu li jwissi li r-reġjun jista 'jsir art fertili għal avveniment ta' tixrid - meta virus jaqbeż f'ospitant ġdid u jibda jinfirex.

Is-sena li għaddiet, tim ta 'xjentisti ppubblika riċerka dwar kampjuni ta' ħamrija u sediment tal-lagi meħuda mill-Lag Hazen, lag tal-ilma ħelu fil-Kanada li jinsab fiċ-Ċirku Artiku. Huma ssekwenzaw il-materjal ġenetiku fis-sediment biex jidentifikaw firem virali u l-ġenomi ta 'hosts potenzjali - pjanti u annimali - fiż-żona.

Ix-xjentisti qajmu virus ‘zombie’ li qatta’ 48,500 sena ffriżat fil-permafrost 4
Il-qlub tal-kampjuni tal-permafrost huma stampati f'kontenitur. © Jean-Michel Claverie/IGS/CNRS-AMU / Użu Ġust

Bl-użu ta 'analiżi ta' mudell tal-kompjuter, huma ssuġġerew li r-riskju li viruses jinfirxu fuq hosts ġodda kien ogħla f'postijiet qrib fejn ammonti kbar ta 'ilma mdewweb glaċjali nixxa fil-lag - xenarju li jsir aktar probabbli hekk kif il-klima tisħon.

Konsegwenzi mhux magħrufa

Ix-xjentisti qajmu virus ‘zombie’ li qatta’ 48,500 sena ffriżat fil-permafrost 5
It-tidwib tal-permafrost jista 'jkun gradwali jew iseħħ ħafna aktar malajr. © Jean-Michel Claverie/IGS/CNRS-AMU / Użu Ġust

L-identifikazzjoni tal-viruses u perikli oħra li jinsabu fil-permafrost li jsaħħan huwa l-ewwel pass biex nifhmu x'riskju joħolqu għall-Artiku, qal Miner fil-Laboratorju tal-Propulsjoni tal-Ġett tan-NASA. Sfidi oħra jinkludu l-kwantifikazzjoni fejn, meta, kemm malajr, u kemm il-permafrost se jinħall.

It-tidwib jista 'jkun proċess gradwali ta' mill-inqas ċentimetri kull għaxar snin iżda wkoll iseħħ aktar malajr, bħal fil-każ ta 'slumps massivi tal-art li jistgħu jesponu f'daqqa saffi fondi u antiki ta' permafrost. Il-proċess jirrilaxxa wkoll metanu u dijossidu tal-karbonju fl-atmosfera - mutur injorat u sottovalutat tat-tibdil fil-klima.

Miner ikkataloga firxa ta’ perikli potenzjali li bħalissa huma ffriżati fil-permafrost tal-Artiku f’dokument tal-2021 ippubblikat fil-ġurnal xjentifiku Nature Climate Change.

Dawk il-perikli possibbli kienu jinkludu skart midfun mit-tħaffir tal-metalli tqal u kimiċi bħall-pestiċidi DDT, li kien ipprojbit fil-bidu tas-snin 2000. Materjal radjuattiv ġie mormi wkoll fl-Artiku – mir-Russja u l-Istati Uniti – mill-miġja tal-ittestjar nukleari fl-1950s.

"Tidwib f'daqqa jesponi malajr orizzonti qodma tal-permafrost, li jirrilaxxa komposti u mikro-organiżmi sekwestrati f'saffi aktar profondi," innutaw Miner u riċerkaturi oħra fid-dokument tal-2021.

Fid-dokument ta 'riċerka, Miner ittikketta l-infezzjoni diretta tal-bnedmin b'patoġeni antiki rilaxxati mill-permafrost bħala "bħalissa improbabbli."

Madankollu, Miner qalet li hija mħassba dwar dawk li sejħet “mikro-organiżmi taʼ Methuselah” (imsemmija wara l-figura Biblika bl-itwal ħajja). Dawn huma organiżmi li jistgħu jġibu d-dinamika ta 'ekosistemi antiki u estinti fl-Artiku tal-lum, b'konsegwenzi mhux magħrufa.

Il-ħolqien mill-ġdid ta 'mikro-organiżmi tal-qedem għandu l-potenzjal li jibdel il-kompożizzjoni tal-ħamrija u t-tkabbir veġetattiv, possibbilment jaċċellera aktar l-effetti tat-tibdil fil-klima, qal Miner.

"Aħna verament mhux ċari dwar kif dawn il-mikrobi se jinteraġixxu mal-ambjent modern," qalet. "Mhuwiex verament esperiment li naħseb li xi ħadd minna jrid imexxi."

L-aħjar kors ta 'azzjoni, qal Miner, huwa li tipprova twaqqaf it-tidwib, u l-kriżi usa' tal-klima, u żżomm dawn il-perikli miġbura fil-permafrost għall-ġid.