Kuzey Kutbu'ndaki artan sıcaklıklar, bölgenin donmuş toprak tabakasını (yeryüzünün altındaki donmuş toprak tabakası) eritiyor ve on binlerce yıldır uykuda olan virüsleri potansiyel olarak yeniden canlandırıyor.
Uzak geçmişten gelen bir hastalığın yol açtığı salgın bir bilim kurgu filminin dayanak noktası gibi görünse de bilim insanları, çok küçük de olsa risklerin hafife alındığı konusunda uyarıyor. Buzların erimesi sırasında, Soğuk Savaş'tan kalma kimyasal ve radyoaktif atıklar açığa çıkabilir ve potansiyel olarak türlere zarar verebilir ve ekosistemleri bozabilir.
NASA Jet Propulsion Laboratuvarı'nda iklim bilimci olan Kimberley Miner, "Permafrost konusunda endişe verici pek çok şey oluyor ve bu, permafrost'un mümkün olduğu kadar büyük bir kısmını donmuş halde tutmamızın neden çok önemli olduğunu gösteriyor" dedi. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü, Pasadena, Kaliforniya'da.
Permafrost, Kuzey Yarımküre'nin beşte birini kapsıyor ve Arktik tundrayı ve Alaska, Kanada ve Rusya'nın kuzey ormanlarını uzun süredir destekliyor. Bir zaman kapsülü görevi görerek, iki mağara aslanı yavrusu ve bir yünlü gergedan da dahil olmak üzere bilim adamlarının son yıllarda keşfedip analiz edebildiği soyu tükenmiş birçok canlının mumyalanmış kalıntılarını koruyor.
Permafrost, yalnızca soğuk olması nedeniyle uygun bir saklama ortamı değildir; aynı zamanda ışığın nüfuz etmediği oksijensiz bir ortamdır. Bununla birlikte, mevcut Arktik sıcaklıkları dünyanın geri kalanından dört kat daha hızlı ısınıyor ve bu da bölgenin en üstteki permafrost tabakasını baltalıyor.
Fransa'nın Marsilya kentindeki Aix-Marseille Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden emeritus tıp ve genomik profesörü Jean-Michel Claverie, Sibirya'daki permafrost'tan alınan toprak örneklerini, bunların içerdiği herhangi bir viral parçacığın hâlâ bulaşıcı olup olmadığını görmek için test etti. Kendi deyimiyle "zombi virüsleri" arıyor ve bazılarını buldu.
Virüs avcısı
Claverie, ilk kez 2003 yılında keşfettiği belirli bir virüs türü üzerinde çalışıyor. Dev virüsler olarak bilinen bu virüsler, tipik çeşitlilikten çok daha büyüktür ve daha güçlü bir elektron mikroskobu yerine normal ışık mikroskobu altında görülebilmektedir; bu da onları bu amaç için iyi bir model haline getirmektedir. laboratuvar çalışması türü.
Donmuş toprakta donmuş virüsleri tespit etme çabaları kısmen, 2012 yılında bir sincap yuvasında bulunan 30,000 yıllık bir tohum dokusundan bir kır çiçeğini canlandıran Rus bilim adamlarından oluşan bir ekipten ilham aldı. (O zamandan beri bilim insanları antik mikroskobik hayvanları da başarılı bir şekilde hayata döndürmeyi başardılar.)
2014 yılında ekibiyle birlikte donmuş topraktan izole ettiği bir virüsü yeniden canlandırmayı başardı ve onu kültürlü hücrelere yerleştirerek 30,000 yıl sonra ilk kez bulaşıcı hale getirdi. Güvenlik nedeniyle, hayvanları veya insanları değil, yalnızca tek hücreli amipleri hedef alabilen bir virüs üzerinde çalışmayı seçmişti.
Aynı başarıyı 2015 yılında tekrarlayarak amipleri de hedef alan farklı bir virüs türünü izole etti. Claverie ve ekibi, Viruses dergisinde 18 Şubat'ta yayınlanan son araştırmasında, Sibirya'nın yedi farklı yerinden alınan birden fazla donmuş toprak örneğinden birkaç eski virüs türünü izole etti ve bunların her birinin kültürlenmiş amip hücrelerini enfekte edebildiğini gösterdi.
Bu son türler, daha önce canlandırdığı iki virüs ailesine ek olarak beş yeni virüs ailesini temsil ediyor. Toprağın radyokarbon tarihlemesine göre en eskisi neredeyse 48,500 yaşındaydı ve yüzeyin 16 metre (52 feet) altındaki bir yer altı gölünden alınan toprak örneğinden geliyordu. Tüylü mamut kalıntılarının mide içeriğinde ve kabuğunda bulunan en genç örnekler 27,000 yaşındaydı.
Claverie, amip bulaştıran virüslerin bu kadar uzun süre sonra hala bulaşıcı olmasının potansiyel olarak daha büyük bir sorunun göstergesi olduğunu söyledi. İnsanların araştırmasını bilimsel bir merak olarak görmesinden ve eski virüslerin yeniden hayata dönmesi ihtimalini ciddi bir halk sağlığı tehdidi olarak algılamamasından korkuyor.
Claverie, CNN'e şöyle konuştu: "Bu amip bulaştıran virüsleri, donmuş toprakta bulunabilecek tüm diğer olası virüslerin yerine geçenler olarak görüyoruz."
"Başka birçok virüsün izlerini görüyoruz" diye ekledi. "Yani orada olduklarını biliyoruz. Hala hayatta olduklarından emin değiliz. Ancak bizim düşüncemiz, eğer amip virüsleri hâlâ canlıysa, diğer virüslerin de hâlâ canlı olmaması ve kendi konakçılarına bulaşma yeteneğinde olmaması için hiçbir neden yok."
İnsan enfeksiyonu için emsal
İnsanları enfekte edebilecek virüs ve bakterilerin izleri permafrostta korunmuş olarak bulunmuştur.
Alaska'nın Seward Yarımadası'ndaki bir köyde, 1997 yılında donmuş topraktan çıkarılan bir kadın vücudundan alınan akciğer örneği, 1918 salgınından sorumlu olan grip türünden genomik materyal içeriyordu. 2012 yılında bilim insanları, Sibirya'da gömülü bir kadının 300 yıllık mumyalanmış kalıntılarının çiçek hastalığına neden olan virüsün genetik imzalarını içerdiğini doğruladı.
Temmuz ve Ağustos 2,000 arasında Sibirya'da düzinelerce insanı ve 2016'den fazla ren geyiğini etkileyen bir şarbon salgını da, olağanüstü sıcak yazlar sırasında permafrostun daha derin erimesiyle ilişkilendirilerek eski Bacillus anthracis sporlarının eski mezarlık alanlarından yeniden yüzeye çıkmasına neden oldu. hayvan leşleri.
İsveç'teki Umea Üniversitesi Klinik Mikrobiyoloji Bölümü'nden emekli profesör Birgitta Evengård, permafrost'un çözülmesinde potansiyel patojenlerin oluşturduğu riskin daha iyi denetlenmesi gerektiğini söyledi, ancak alarmcı bir yaklaşıma karşı uyardı.
İklim değişikliğinin insanlarda bulaşıcı hastalıkların yaygınlığı üzerindeki etkilerini araştıran bir grup olan CLINF İskandinav Mükemmeliyet Merkezi'nin bir parçası olan Evengård, "Bağışıklık savunmamızın mikrobiyolojik çevre ile yakın temas halinde geliştirildiğini hatırlamalısınız" dedi. Kuzey bölgelerindeki hayvanlar.
"Binlerce yıldır temasta bulunmadığımız permafrostta gizlenmiş bir virüs varsa, bu bağışıklık savunmamızın yeterli olmaması olabilir" dedi. “Duruma saygı duymak ve sadece reaktif değil proaktif olmak doğru. Korkuyla savaşmanın yolu ise bilgiye sahip olmaktır.”
Elbette bilim insanları, gerçek dünyada bu virüslerin günümüz koşullarına maruz kaldıktan sonra ne kadar süreyle bulaşıcı kalabileceğini veya virüsün uygun bir konakçıyla karşılaşma olasılığının ne kadar olacağını bilmiyor. Tüm virüsler hastalığa neden olabilecek patojenler değildir; bazıları iyi huyludur, hatta konakçılarına faydalıdır. Her ne kadar 3.6 milyon insana ev sahipliği yapsa da Kuzey Kutbu hâlâ seyrek nüfuslu bir yer; bu da insanların eski virüslere maruz kalma riskini çok düşük kılıyor.
Claverie, yine de "küresel ısınma bağlamında riskin artması kaçınılmaz" dedi, "permafrost erimesi hızlanmaya devam edecek ve endüstriyel girişimlerin ardından Kuzey Kutbu'nda daha fazla insan yerleşecek."
Ve Claverie, bir virüsün yeni bir konakçıya sıçrayıp yayılmaya başlaması durumunda bölgenin bir yayılma olayı için verimli bir zemin haline gelebileceği konusunda uyarıda bulunan yalnız değil.
Geçtiğimiz yıl, bilim adamlarından oluşan bir ekip, Kuzey Kutup Dairesi'nde yer alan Kanada'daki bir tatlı su gölü olan Hazen Gölü'nden alınan toprak ve göl çökeltisi örnekleri üzerine araştırma yayınladı. Bölgedeki viral imzaları ve potansiyel konakçıların (bitkiler ve hayvanlar) genomlarını belirlemek için çökeltideki genetik materyali sıraladılar.
Bir bilgisayar modeli analizi kullanarak, büyük miktarda buzul eriyik suyunun göle aktığı yerlere yakın yerlerde virüslerin yeni konakçılara yayılma riskinin daha yüksek olduğunu öne sürdüler; bu, iklim ısındıkça daha muhtemel hale gelen bir senaryo.
Bilinmeyen sonuçlar
NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan Miner, ısınan permafrostta bulunan virüsleri ve diğer tehlikeleri tanımlamanın, bunların Kuzey Kutbu için ne gibi riskler oluşturduğunu anlamanın ilk adımı olduğunu söyledi. Diğer zorluklar arasında permafrostun nerede, ne zaman, ne kadar hızlı ve ne kadar derinde çözüleceğinin ölçülmesi yer alıyor.
Çözülme, her on yılda bir santimetre kadar yavaş bir süreç olabilir, ancak aynı zamanda daha hızlı da gerçekleşir; örneğin, derin ve eski permafrost katmanlarını aniden ortaya çıkarabilecek devasa arazi çökmeleri durumunda. Süreç aynı zamanda iklim değişikliğinin gözden kaçan ve hafife alınan etkenleri olan metan ve karbondioksitin atmosfere salımına da neden oluyor.
Miner, Nature Climate Change bilimsel dergisinde yayınlanan 2021 tarihli bir makalesinde şu anda Arktik donmuş toprakta donmuş bir dizi potansiyel tehlikeyi katalogladı.
Bu olası tehlikeler arasında ağır metal madenciliğinden kaynaklanan gömülü atıklar ve 2000'li yılların başında yasaklanan pestisit DDT gibi kimyasallar da vardı. 1950'lerde nükleer denemelerin başlamasından bu yana Rusya ve ABD tarafından Kuzey Kutbu'na radyoaktif madde atıldı.
Miner ve diğer araştırmacılar 2021 tarihli makalelerinde "Ani çözülme, eski permafrost ufuklarını hızla açığa çıkararak daha derin katmanlarda tutulan bileşikleri ve mikroorganizmaları serbest bırakıyor" dedi.
Araştırma makalesinde Miner, permafrosttan salınan antik patojenlerin insanlara doğrudan bulaşmasını "şu anda olasılık dışı" olarak nitelendirdi.
Ancak Miner, "Methuselah mikroorganizmaları" (adını İncil'deki en uzun yaşam süresine sahip olan figürden alıyor) olarak adlandırdığı mikroorganizmalardan endişe duyduğunu söyledi. Bunlar, eski ve nesli tükenmiş ekosistemlerin dinamiklerini, bilinmeyen sonuçlarla günümüz Kuzey Kutbu'na taşıyabilecek organizmalardır.
Miner, eski mikroorganizmaların yeniden ortaya çıkmasının toprak bileşimini ve bitkisel büyümeyi değiştirme potansiyeline sahip olduğunu ve muhtemelen iklim değişikliğinin etkilerini daha da hızlandırdığını söyledi.
"Bu mikropların modern çevreyle nasıl etkileşime gireceği konusunda gerçekten belirsiziz" dedi. “Bu aslında hiçbirimizin yürütmek isteyeceği bir deney değil.”
Miner, en iyi hareket tarzının, buzların erimesini ve daha geniş çaptaki iklim krizini durdurmaya çalışmak ve bu tehlikeleri sonsuza kadar donmuş toprakta saklı tutmak olduğunu söyledi.
