Temperaturile mai calde din Arctica dezghețează permafrostul din regiune – un strat înghețat de sol de sub pământ – și, potențial, revigorează virușii care au fost latenți de zeci de mii de ani.
în timp ce o pandemie cauzată de o boală din trecutul îndepărtat pare a fi premisa unui film științifico-fantastic, oamenii de știință avertizează că riscurile, doar minore, sunt subestimate. În timpul dezghețurilor, deșeurile chimice și radioactive din Războiul Rece pot fi eliberate, dăunând potențial speciilor și perturbând ecosistemele.
„Se întâmplă o mulțime de permafrost care sunt îngrijorătoare și arată cu adevărat de ce este foarte important să menținem cât mai mult permafrost înghețat posibil”, a spus Kimberley Miner, un cercetător în climă la Laboratorul NASA de propulsie cu reacție la Institutul de Tehnologie din California din Pasadena, California.
Permafrostul se întinde pe o cincime din emisfera nordică și a susținut de mult tundra arctică și pădurile boreale din Alaska, Canada și Rusia. Acționează ca o capsulă a timpului, păstrând rămășițele mumificate ale mai multor creaturi dispărute pe care oamenii de știință le-au putut descoperi și analiza în ultimii ani, inclusiv doi pui de leu de peșteră și un rinocer lânos.
Permafrostul este un mediu de depozitare potrivit nu numai pentru că este rece; este, de asemenea, un mediu fără oxigen în care lumina nu pătrunde. Cu toate acestea, temperaturile arctice actuale se încălzesc de patru ori mai repede decât restul pământului, subminând stratul superior de permafrost al regiunii.
Jean-Michel Claverie, profesor emerit de medicină și genomică la Școala de Medicină a Universității Aix-Marseille din Marsilia, Franța, a testat mostre de pământ prelevate din permafrost siberian pentru a vedea dacă particulele virale conținute în acestea sunt încă infecțioase. El caută „virusuri zombi”, cum îi spune el, și a găsit unii.
Vanatorul de virusi
Claverie studiază un anumit tip de virus pe care l-a descoperit pentru prima dată în 2003. Cunoscuți sub numele de viruși giganți, aceștia sunt mult mai mari decât varietatea tipică și sunt vizibili la un microscop cu lumină obișnuită, mai degrabă decât la un microscop electronic mai puternic, ceea ce îi face un model bun pentru acest lucru. tipul muncii de laborator.
Eforturile sale de a detecta viruși înghețați în permafrost au fost parțial inspirate de o echipă de oameni de știință ruși care, în 2012, a reînviat o floare sălbatică dintr-un țesut de semințe vechi de 30,000 de ani găsit în vizuina unei veverițe. (De atunci, oamenii de știință au readus, de asemenea, cu succes animale microscopice antice înapoi la viață.)
În 2014, a reușit să reînvie un virus pe care el și echipa sa l-au izolat din permafrost, făcându-l infecțios pentru prima dată în 30,000 de ani, inserându-l în celulele de cultură. Pentru siguranță, el a ales să studieze un virus care ar putea viza doar amibe unicelulare, nu animale sau oameni.
El a repetat isprava în 2015, izolând un alt tip de virus care a vizat și amibe. Și în ultima sa cercetare, publicată pe 18 februarie în jurnalul Viruses, Claverie și echipa sa au izolat mai multe tulpini de virus antic din mai multe mostre de permafrost prelevate din șapte locuri diferite din Siberia și au arătat că fiecare ar putea infecta celulele de amibe cultivate.
Cele mai recente tulpini reprezintă cinci noi familii de viruși, pe lângă cele două pe care le reînviase anterior. Cel mai vechi avea aproape 48,500 de ani, bazat pe datarea cu radiocarbon a solului, și provenea dintr-o probă de pământ luată dintr-un lac subteran aflat la 16 metri (52 picioare) sub suprafață. Cele mai tinere mostre, găsite în conținutul stomacului și în blana rămășițelor unui mamut lânos, aveau o vechime de 27,000 de ani.
Faptul că virusurile care infectează amibe sunt încă infecțioase după atât de mult timp indică o problemă potențial mai mare, a spus Claverie. Se teme că oamenii consideră cercetările sale ca pe o curiozitate științifică și nu percep perspectiva ca virușii antici să revină la viață ca pe o amenințare serioasă pentru sănătatea publică.
„Considerăm acești viruși care infectează amibe ca surogate pentru toți ceilalți viruși posibili care ar putea fi în permafrost”, a spus Claverie pentru CNN.
„Vedem urmele multor, multe, multe alți viruși”, a adăugat el. „Deci știm că sunt acolo. Nu știm sigur că sunt încă în viață. Dar raționamentul nostru este că, dacă virușii amibei sunt încă în viață, nu există niciun motiv pentru care ceilalți viruși să nu fie încă în viață și capabili să-și infecteze propriile gazde.”
Precedent pentru infecția umană
Urme de viruși și bacterii care pot infecta oamenii au fost găsite păstrate în permafrost.
O mostră de plămâni din corpul unei femei exhumate în 1997 din permafrost într-un sat din Peninsula Seward din Alaska conținea material genomic din tulpina de gripă responsabilă de pandemia din 1918. În 2012, oamenii de știință au confirmat că rămășițele mumificate de 300 de ani ale unei femei îngropate în Siberia conțineau semnăturile genetice ale virusului care provoacă variola.
Un focar de antrax în Siberia, care a afectat zeci de oameni și peste 2,000 de reni în perioada iulie-august în 2016, a fost, de asemenea, legat de dezghețarea mai profundă a permafrostului în timpul verilor excepțional de calde, permițând sporilor vechi de Bacillus anthracis să reapară din vechile cimitire sau cadavre de animale.
Birgitta Evengård, profesor emerit la Departamentul de Microbiologie Clinică al Universității Umea din Suedia, a spus că ar trebui să existe o supraveghere mai bună a riscului reprezentat de potențialii agenți patogeni în dezghețarea permafrostului, dar a avertizat împotriva unei abordări alarmiste.
„Trebuie să vă amintiți că apărarea noastră imunitară a fost dezvoltată în contact strâns cu mediul microbiologic”, a spus Evengård, care face parte din Centrul Nordic de Excelență CLINF, un grup care investighează efectele schimbărilor climatice asupra prevalenței bolilor infecțioase la oameni și animale din regiunile nordice.
„Dacă există un virus ascuns în permafrost cu care nu am fost în contact de mii de ani, s-ar putea ca apărarea noastră imunitară să nu fie suficientă”, a spus ea. „Este corect să respectăm situația și să fii proactiv și nu doar reactiv. Iar modalitatea de a lupta împotriva fricii este să ai cunoștințe.”
Desigur, în lumea reală, oamenii de știință nu știu cât timp acești viruși ar putea rămâne infecțioși odată expuși la condițiile actuale sau cât de probabil ar fi virusul să întâlnească o gazdă potrivită. Nu toți virusurile sunt agenți patogeni care pot provoca boli; unele sunt benigne sau chiar benefice pentru gazdele lor. Și în timp ce găzduiește 3.6 milioane de oameni, Arctica este încă un loc slab populat, ceea ce face riscul expunerii umane la virușii antici foarte scăzut.
Cu toate acestea, „riscul este obligat să crească în contextul încălzirii globale”, a spus Claverie, „în care dezghețarea permafrostului va continua să se accelereze și mai mulți oameni vor popula Arctica în urma proiectelor industriale”.
Și Claverie nu este singurul care avertizează că regiunea ar putea deveni un teren fertil pentru un eveniment de propagare - atunci când un virus sare într-o nouă gazdă și începe să se răspândească.
Anul trecut, o echipă de oameni de știință a publicat cercetări privind mostrele de sol și sedimente de lac prelevate din Lacul Hazen, un lac de apă dulce din Canada, situat în Cercul Arctic. Ei au secvențiat materialul genetic din sediment pentru a identifica semnăturile virale și genomurile potențialelor gazde - plante și animale - din zonă.
Folosind o analiză a modelului computerizat, ei au sugerat că riscul ca virușii să se răspândească la noi gazde a fost mai mare în locații apropiate de unde cantități mari de apă de topire glaciară curgea în lac - un scenariu care devine mai probabil pe măsură ce clima se încălzește.
Consecințe necunoscute
Identificarea virușilor și a altor pericole conținute în permafrostul care se încălzește este primul pas în înțelegerea riscurilor pe care aceștia prezintă pentru Arctica, a spus Miner de la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA. Alte provocări includ cuantificarea unde, când, cât de repede și cât de adânc se va dezgheța permafrostul.
Dezghețarea poate fi un proces treptat de doar centimetri pe deceniu, dar are loc și mai rapid, cum ar fi în cazul prăbușirilor masive de pământ care pot expune brusc straturi adânci și străvechi de permafrost. Procesul eliberează, de asemenea, metan și dioxid de carbon în atmosferă – un factor trecut cu vederea și subestimat al schimbărilor climatice.
Miner a catalogat o serie de pericole potențiale înghețate în prezent în permafrostul arctic într-o lucrare din 2021 publicată în revista științifică Nature Climate Change.
Aceste posibile pericole au inclus deșeurile îngropate din exploatarea metalelor grele și substanțe chimice, cum ar fi pesticidul DDT, care a fost interzis la începutul anilor 2000. Materiale radioactive au fost, de asemenea, aruncate în Arctic – de Rusia și Statele Unite – de la apariția testelor nucleare în anii 1950.
„Dezghețarea bruscă expune rapid vechile orizonturi de permafrost, eliberând compuși și microorganisme sechestrate în straturi mai adânci”, au observat Miner și alți cercetători în lucrarea din 2021.
În lucrarea de cercetare, Miner a etichetat infecția directă a oamenilor cu agenți patogeni antici eliberați din permafrost drept „în prezent improbabilă”.
Cu toate acestea, Miner a spus că este îngrijorată de ceea ce ea a numit „microorganismele Methuselah” (numite după figura biblică cu cea mai lungă durată de viață). Acestea sunt organisme care ar putea aduce dinamica ecosistemelor antice și dispărute în Arctica actuală, cu consecințe necunoscute.
Reapariția microorganismelor antice are potențialul de a schimba compoziția solului și creșterea vegetativă, posibil accelerând și mai mult efectele schimbărilor climatice, a spus Miner.
„Nu suntem foarte clari cu privire la modul în care acești microbi vor interacționa cu mediul modern”, a spus ea. „Nu este cu adevărat un experiment pe care cred că oricare dintre noi ar vrea să-l facă.”
Cel mai bun curs de acțiune, a spus Miner, este să încercăm să opriți dezghețul și criza climatică mai largă și să păstrați aceste pericole îngropate definitiv în permafrost.
