Suhu anu langkung panas di Arktik ngalebur permafrost daérah - lapisan taneuh beku handapeun bumi - sareng berpotensi nyegerkeun deui virus anu parantos dormant salami puluhan rébu taun.
Nalika pandém anu disababkeun ku panyakit ti jaman baheula sigana sapertos premis pilem fiksi ilmiah, para ilmuwan ngingetkeun yén résiko, ngan ukur leutik, diremehkeun. Dina mangsa thaws, runtah kimia jeung radioaktif ti Perang Tiis bisa dileupaskeun, berpotensi ngarugikeun spésiés jeung disrupting ékosistem.
"Aya seueur anu kajantenan sareng permafrost anu janten perhatian, sareng éta leres-leres nunjukkeun naha éta penting pisan yén urang ngajaga saloba permafrost beku sabisa-gancang," saur Kimberley Miner, élmuwan iklim di NASA Jet Propulsion Laboratory di Institut Téknologi California di Pasadena, California.
Permafrost ngawengku hiji-kalima Hémisfér Kalér sarta geus lila ngarojong tundra Arktik jeung leuweung boreal Alaska, Kanada, jeung Rusia. Éta tindakan minangka kapsul waktos, ngawétkeun sésa-sésa mumi tina sababaraha mahluk anu punah anu para ilmuwan tiasa mendakan sareng nganalisa dina taun-taun ayeuna, kalebet dua anak singa guha sareng badak berbulu.
Permafrost mangrupakeun médium gudang cocog henteu ngan kusabab éta tiis; Éta ogé lingkungan bébas oksigén dimana cahaya henteu nembus. Sanajan kitu, hawa Arktik ayeuna pamanasan nepi ka opat kali leuwih gancang ti bumi lianna, ngaruksak lapisan luhur permafrost wewengkon.
Jean-Michel Claverie, profesor Emeritus kadokteran sareng génomics di Aix-Marseille University School of Medicine di Marseille, Perancis, parantos nguji conto bumi anu dicandak tina permafrost Siberian pikeun ningali naha aya partikel virus anu aya di jerona masih tepa. Anjeunna milarian "virus zombie," sakumaha anjeunna nyauran aranjeunna, sareng anjeunna mendakan sababaraha.
Pamburu virus
Claverie ngulik jinis virus khusus anu munggaran anjeunna mendakan dina taun 2003. Dipikawanoh salaku virus raksasa, aranjeunna langkung ageung tibatan variétas biasa sareng katingali dina mikroskop cahaya biasa, tibatan mikroskop éléktron anu langkung kuat - anu ngajantenkeun aranjeunna modél anu saé pikeun ieu. jenis karya lab.
Usahana pikeun ngadeteksi virus beku dina permafrost sawaréh diideuan ku tim ilmuwan Rusia anu dina 2012 nyegerkeun kembang liar tina jaringan siki umur 30,000 taun anu kapanggih dina liang bajing. (Ti saprak éta, para ilmuwan ogé parantos suksés ngahirupkeun deui sato mikroskopis kuno.)
Dina taun 2014, anjeunna junun nyegerkeun virus anu anjeunna sareng timna diasingkeun tina permafrost, ngajantenkeun inféksi pikeun kahiji kalina dina 30,000 taun ku ngalebetkeun kana sél berbudaya. Pikeun kasalametan, anjeunna milih diajar virus anu ngan ukur tiasa nargétkeun amoebas sél tunggal, sanés sato atanapi manusa.
Anjeunna ngulang prestasi dina taun 2015, ngasingkeun jinis virus anu béda anu ogé nargétkeun amoebas. Sareng dina panilitian panganyarna na, diterbitkeun 18 Pebruari dina jurnal Virus, Claverie sareng timnya ngasingkeun sababaraha galur virus kuno tina sababaraha conto permafrost anu dicandak tina tujuh tempat anu béda-béda di Siberia sareng nunjukkeun yén masing-masing tiasa nginféksi sél amoeba berbudaya.
Galur anu pang anyarna ngawakilan lima kulawarga virus anyar, di luhur dua anu anjeunna parantos dihirupkeun sateuacana. Anu pangkolotna umurna ampir 48,500 taun, dumasar kana pananggalan radiokarbon tina taneuh, sareng asalna tina conto bumi anu dicandak tina danau jero taneuh 16 méter (52 suku) handapeun permukaan. Sampel bungsu, kapanggih dina eusi lambung jeung jas sésa-sésa mammoth woolly urang, yuswa 27,000 taun.
Éta virus anu nginféksi amoeba masih kénéh tepa saatos lami nunjukkeun masalah anu langkung ageung, saur Claverie. Anjeunna sieun jalma-jalma nganggap panalungtikanana salaku rasa panasaran ilmiah sareng henteu nganggap prospek virus kuno anu hirup deui salaku ancaman kaséhatan masarakat anu serius.
"Kami ningali virus anu ngainféksi amoeba ieu salaku pengganti pikeun sadaya virus anu sanés anu aya dina permafrost," saur Claverie ka CNN.
"Kami ningali ngambah seueur, seueur, seueur virus anu sanés," tambah anjeunna. "Jadi kami terang aranjeunna aya. Kami henteu terang pasti yén aranjeunna masih hirup. Tapi alesan kami nyaéta upami virus amoeba masih hirup, teu aya alesan kunaon virus anu sanés masih hirup, sareng tiasa nginféksi hostna sorangan.
Precedent pikeun inféksi manusa
Ngambah virus jeung baktéri nu bisa nginféksi manusa geus kapanggih dilestarikan dina permafrost.
Sampel paru-paru tina awak awéwé anu digali dina taun 1997 tina permafrost di hiji désa di Semenanjung Seward Alaska ngandung bahan génomik tina galur influenza anu tanggung jawab pandémik 1918. Dina taun 2012, para ilmuwan negeskeun yén sésa-sésa mumi umur 300 taun awéwé anu dikubur di Siberia ngandung tanda tangan genetik virus anu nyababkeun cacar.
Wabah antraks di Siberia anu mangaruhan puluhan manusa sareng langkung ti 2,000 reindeer antara bulan Juli sareng Agustus di 2016 ogé parantos dikaitkeun sareng pencairan permafrost anu langkung jero nalika usum panas anu luar biasa, ngamungkinkeun spora kuno Bacillus anthracis muncul deui tina kuburan kuno atanapi bangkai sato.
Birgitta Evengård, profésor emerita di Departemen Mikrobiologi Klinis Universitas Umea di Swédia, nyatakeun kedah aya panjagaan anu langkung saé tina résiko anu ditimbulkeun ku patogén poténsial dina thawing permafrost, tapi ngingetkeun ngalawan pendekatan alarmist.
"Anjeun kedah émut yén pertahanan imun urang parantos dikembangkeun dina hubungan anu caket sareng lingkungan mikrobiologis," saur Evengård, anu mangrupikeun bagian tina CLINF Nordic Center of Excellence, grup anu nalungtik épék perubahan iklim dina Prévalénsi panyakit tepa dina manusa sareng sasatoan di wewengkon kalér.
"Upami aya virus anu disumputkeun dina permafrost anu urang teu acan aya hubunganana salami rébuan taun, panginten pertahanan imun urang henteu cekap," saur anjeunna. "Éta leres pikeun hormat kana kaayaan sareng janten proaktif sareng sanés réaktif. Sareng cara pikeun ngalawan kasieun nyaéta gaduh pangaweruh. ”
Tangtosna, di dunya nyata, para ilmuwan henteu terang sabaraha lami virus ieu tiasa tetep tepa sakali kakeunaan kaayaan ayeuna, atanapi kumaha kamungkinan virus bakal mendakan host anu cocog. Henteu sadayana virus mangrupikeun patogén anu tiasa nyababkeun panyakit; sababaraha nu benign atawa malah mangpaat pikeun host maranéhanana. Sareng samentawis tempatna 3.6 juta jalma, Arktik masih janten tempat anu jarang penduduk, sahingga résiko paparan manusa ka virus kuno pisan rendah.
Leungit, "résiko pasti bakal ningkat dina konteks pemanasan global," saur Claverie, "dimana thawing permafrost bakal terus ngagancangan, sareng langkung seueur jalma bakal ngeusian Arktik saatos usaha industri."
Sareng Claverie henteu nyalira dina ngingetkeun yén daérah éta tiasa janten taneuh anu subur pikeun acara spillover - nalika virus ngaluncat kana host énggal sareng mimiti nyebarkeun.
Taun ka tukang, tim ilmuwan nyebarkeun panalungtikan ngeunaan conto sedimen taneuh sareng danau anu dicandak ti Tasik Hazen, hiji danau cai tawar di Kanada anu aya di jero Arktik Circle. Aranjeunna ngaruntuykeun bahan genetik dina sédimén pikeun ngaidentipikasi tanda tangan virus sareng génom host poténsial - pepelakan sareng sasatoan - di daérah éta.
Ngagunakeun analisa model komputer, aranjeunna ngusulkeun résiko virus spilling leuwih ka host anyar leuwih luhur di lokasi deukeut tempat jumlah badag cai lebur glasial ngalir kana danau - skenario anu jadi leuwih gampang salaku warms iklim.
Balukar anu teu dipikanyaho
Ngidentipikasi virus sareng bahaya sanés anu aya dina pemanasan permafrost mangrupikeun léngkah munggaran pikeun ngartos naon résiko anu ditimbulkeun ka Arktik, saur Miner di Laboratorium Jet Propulsion NASA. Tantangan sanésna kalebet ngitung dimana, iraha, sabaraha gancang, sareng sabaraha jero permafrost bakal ngalembereh.
Pencairan tiasa janten prosés bertahap sakedik séntiméter per dékade tapi ogé kajantenan langkung gancang, sapertos dina kasus slumps taneuh masif anu ngadadak tiasa ngalaan lapisan permafrost anu jero sareng kuno. Prosésna ogé ngaluarkeun métana sareng karbon dioksida ka atmosfir - supir perubahan iklim anu teu dipaliré sareng diéstimasikeun.
Panambang katalog sababaraha poténsi bahaya anu ayeuna beku di permafrost Arktik dina makalah 2021 anu diterbitkeun dina jurnal ilmiah Nature Climate Change.
Bahaya anu mungkin kalebet runtah anu dikubur tina pertambangan logam beurat sareng bahan kimia sapertos péstisida DDT, anu dilarang dina awal 2000-an. Bahan radioaktif ogé geus dibuang di Arktik - ku Rusia jeung Amérika Serikat - saprak mecenghulna tés nuklir dina 1950s.
"Ngadadak ngalembereh gancang ngalaan cakrawala permafrost heubeul, ngaleupaskeun sanyawa jeung mikroorganisme sequestered dina lapisan deeper," Panambang jeung peneliti séjén nyatet dina kertas 2021.
Dina makalah panalungtikan, Miner dilabélan inféksi langsung manusa ku patogén kuno dileupaskeun tina permafrost salaku "ayeuna teu mungkin."
Tapi, Miner nyarios yén anjeunna hariwang ngeunaan naon anu anjeunna sebut "mikroorganisme Methuselah" (dina nami tokoh Alkitab anu umurna paling panjang). Ieu organisme nu bisa mawa dinamika ékosistem purba jeung punah kana Arktik kiwari, kalawan konsekuensi kanyahoan.
Munculna deui mikroorganisme kuna boga potensi pikeun ngarobah komposisi taneuh jeung tumuwuhna vegetative, jigana salajengna ngagancangkeun épék perubahan iklim, ceuk Miner.
"Kami henteu écés kumaha mikroba ieu bakal berinteraksi sareng lingkungan modéren," saur anjeunna. "Éta sanés ékspérimén anu kuring pikir salah sahiji urang hoyong ngajalankeun."
Tindakan anu pangsaéna, saur Miner, nyaéta nyobian sareng ngeureunkeun ngalembereh, sareng krisis iklim anu langkung ageung, sareng ngajaga bahaya ieu disimpen dina permafrost pikeun hadé.
