Naučnici su oživeli „zombi“ virus koji je proveo 48.500 godina zamrznut u permafrostu
Toplije temperature na Arktiku otapaju permafrost u regionu — smrznuti sloj zemlje — i potencijalno izazivaju viruse koji bi, nakon što su desetinama hiljada godina ležali u stanju mirovanja, mogli da ugroze zdravlje životinja i ljudi.
Dok pandemija izazvana bolešću iz daleke prošlosti zvuči kao zaplet naučnofantastičnog filma, naučnici upozoravaju da su rizici, iako mali, potcenjeni. Hemijski i radioaktivni otpad koji datira još iz vremena Hladnog rata, koji ima potencijal da nanese štetu divljim životinjama i poremeti ekosisteme, takođe se može osloboditi tokom odmrzavanja.
„Mnogo toga se dešava sa permafrostom što je zabrinjavajuće, i to zaista pokazuje zašto je veoma važno da zadržimo što je moguće više permafrosta zamrznutim“, rekla je Kimberli Majner, klimatski naučnik iz NASA Laboratorije na Kalifornijskom institutu za tehnologiju u Pasadeni, u Kaliforniji.
Pridružite nam se – https://t.me/nultatacka
Permafrost pokriva petinu severne hemisfere, podržavajući arktičku tundru i borealne šume Aljaske, Kanade i Rusije milenijumima. Služi kao svojevrsna vremenska kapsula, čuvajući — pored drevnih virusa — mumificirane ostatke brojnih izumrlih životinja koje su naučnici uspeli da iskopaju i prouče poslednjih godina, uključujući dva mladunca pećinskog lava i vunastog nosoroga.
Razlog zašto je permafrost dobar medij za skladištenje nije samo zato što je hladan; to je okruženje bez kiseonika u koje svetlost ne prodire. Ali današnje temperature na Arktiku se zagrevaju do četiri puta brže od ostatka planete, slabeći gornji sloj permafrosta u regionu.
Da bi bolje razumeli rizike koje predstavljaju smrznuti virusi, Jean-Michel Claverie, profesor medicine i genomike na Medicinskom fakultetu Univerziteta Eks-Marsej u Marseju, u Francuskoj, testirao je uzorke zemlje uzete iz sibirskog permafrosta da vidi da li ima virusnih čestica sadržanih u njima i da li su i dalje zarazne. On je u potrazi za onim što opisuje kao „zombi viruse“ – i našao neke.
Lovac na viruse
Claverie proučava određeni tip virusa koji je prvi otkrio 2003. Poznati kao džinovski virusi, oni su mnogo veći od tipične vrste i vidljivi su pod običnim svetlosnim mikroskopom, a ne snažnijim elektronskim mikroskopom — što ih čini dobrim modelom za ovu vrstu laboratorijskog rada.
Njegovi napori da otkrije viruse zamrznute u permafrostu delimično su inspirisani timom ruskih naučnika koji je 2012. godine oživeo divlji cvet iz 30.000 godina starog semena pronađenog u jazbini veverice. (Od tada su naučnici takođe uspešno vratili drevne mikroskopske životinje u život)
Godine 2014. uspeo je da oživi virus koji su on i njegov tim izolovali iz permafrosta, čineći ga zaraznim prvi put u 30.000 godina ubacivanjem u kultivisane ćelije. Radi bezbednosti, odlučio je da proučava virus koji može da cilja samo jednoćelijske amebe, a ne životinje ili ljude.
Ponovio je taj podvig 2015. godine, izolujući drugi tip virusa koji je takođe ciljao amebe. I u svom najnovijem istraživanju, objavljenom 18. februara u časopisu Virusi, Klaveri i njegov tim izolovali su nekoliko sojeva drevnog virusa iz više uzoraka permafrosta uzetih sa sedam različitih mesta širom Sibira i pokazali da svaki od njih može da zarazi kultivisane ćelije amebe.
Ovi najnoviji sojevi predstavljaju pet novih porodica virusa, povrh dva koje je prethodno oživeo. Najstariji je bio star skoro 48.500 godina, na osnovu radiokarbonskog datiranja tla, i potiče iz uzorka zemlje uzetog iz podzemnog jezera 16 metara ispod površine. Najmlađi uzorci, pronađeni u sadržaju želuca i dlaki ostataka vunastog mamuta, bili su stari 27.000 godina.
👉 Florida: Doktor rekao da nevakcinisani treba da budu pogubljeni https://t.co/hPkpAUtTC9
— Nulta Tačka (@ProdukcijaNT) March 9, 2023
To što su virusi koji inficiraju amebe i dalje zarazni nakon toliko vremena ukazuje na potencijalno veći problem, rekao je Claverie. On se plaši da ljudi njegovo istraživanje smatraju naučnom kuriozitetom i ne doživljavaju mogućnost da se drevni virusi vrate u život kao ozbiljnu pretnju po javno zdravlje.
„Smatramo ove viruse koji inficiraju amebe kao surogate za sve druge moguće viruse koji bi mogli biti u permafrostu“, rekao je Claverie.
„Vidimo tragove mnogih, mnogo, mnogo drugih virusa“, dodao je on. „Tako da znamo da su tamo. Ne znamo sa sigurnošću da li su još uvek živi. Ali naše rezonovanje je da ako su virusi amebe i dalje živi, nema razloga zašto drugi virusi neće biti i dalje živi i sposobni da zaraze sopstvene domaćine“.
Presedan za infekciju ljudi
Tragovi virusa i bakterija koje mogu da zaraze ljude pronađeni su sačuvani u permafrostu.
Uzorak pluća sa tela žene ekshumiran 1997. godine iz permafrosta u selu na poluostrvu Sjuard na Aljasci sadržao je genomski materijal soja gripa odgovornog za pandemiju 1918. godine. Naučnici su 2012. godine potvrdili da 300-godišnji mumificirani ostaci žene sahranjene u Sibiru sadrže genetske potpise virusa koji izaziva male boginje.
Epidemija antraksa u Sibiru koja je zahvatila desetine ljudi i više od 2.000 irvasa između jula i avgusta 2016. takođe je povezana sa dubljim odmrzavanje permafrosta tokom izuzetno toplih leta, omogućavajući starim sporama Bacillus anthracis da ponovo isplivaju iz starih grobnica ili leševa životinja.
Birgitta Evengard, profesor emeritus na Odeljenju za kliničku mikrobiologiju Univerziteta Umea u Švedskoj, rekla je da bi trebalo da postoji bolji nadzor nad rizikom koji predstavljaju potencijalni patogeni tokom odmrzavanja permafrosta, ali je upozorila na alarmistički pristup.
„Morate imati na umu da je naša imunološka odbrana razvijena u bliskom kontaktu sa mikrobiološkim okruženjem“, rekla je Evengard, koji je deo CLINF Nordijskog centra izvrsnosti, grupe koja istražuje efekte klimatskih promena na prevalenciju zaraznih bolesti kod ljudi i životinja u severnim regionima.
„Ako postoji virus skriven u permafrostu sa kojim nismo bili u kontaktu hiljadama godina, možda naša imunološka odbrana nije dovoljna“, rekla je ona. „Ispravno je poštovati situaciju i biti proaktivan, a ne samo reaktivan. A način borbe protiv straha je znanje“.
Šanse za širenje virusa
Naravno, u stvarnom svetu, naučnici ne znaju koliko dugo ovi virusi mogu da ostanu zarazni kada budu izloženi današnjim uslovima, niti koliko je verovatno da će virus naići na odgovarajućeg domaćina. Nisu svi virusi patogeni koji mogu izazvati bolest; neki su benigni ili čak korisni za svoje domaćine. I dok je dom za 3,6 miliona ljudi, Arktik je još uvek retko naseljeno mesto, zbog čega je rizik od izlaganja ljudi drevnim virusima veoma nizak.
Ipak, „rizik će se povećati u kontekstu globalnog zagrevanja“, rekao je Klaveri, „u kome će otapanje permafrosta nastaviti da se ubrzava, a sve više ljudi će naseljavati Arktik usled industrijskih poduhvata“.
I Klaveri nije sam u upozorenju da bi region mogao da postane plodno tlo za širenje – kada virus uskoči u novog domaćina i počne da se širi.
Prošle godine, tim naučnika objavio je istraživanje o uzorcima tla i jezerskog sedimenta uzetim iz jezera Hazen, slatkovodnog jezera u Kanadi koje se nalazi unutar arktičkog kruga. Oni su sekvencionirali genetski materijal u sedimentu kako bi identifikovali virusne potpise i genome potencijalnih domaćina – biljaka i životinja – u tom području.
Koristeći analizu kompjuterskog modela, sugerisali su da je rizik od širenja virusa na nove domaćine veći na lokacijama u blizini mesta gde su se velike količine glacijalne otopljene vode slivale u jezero – scenario koji postaje verovatniji kako se klima zagreva.
Nepoznate posledice
Identifikovanje virusa i drugih opasnosti sadržanih u permafrostu koji se zagreva je prvi korak u razumevanju kakav rizik predstavljaju za Arktik, rekao je rudar iz NASA-ine Laboratorije za mlazni pogon. Ostali izazovi uključuju kvantifikaciju gde, kada, koliko brzo i koliko duboko će se permafrost odmrznuti.
Odmrzavanje može biti postepen proces od samo nekoliko centimetara po deceniji, ali se dešava i brže, kao u slučaju velikih padavina koje mogu iznenada otkriti duboke i drevne slojeve permafrosta. Proces takođe oslobađa metan i ugljen-dioksid u atmosferu.
Miner je katalogizirao niz potencijalnih opasnosti koje su trenutno zamrznute u arktičkom permafrostu u radu iz 2021. objavljenom u naučnom časopisu Nature Climate Change.
Te moguće opasnosti uključivale su zakopani otpad od rudarenja teških metala i hemikalija kao što je pesticid DDT, koji je bio zabranjen početkom 2000-ih. Radioaktivni materijal je takođe bačen na Arktik — od strane Rusije i Sjedinjenih Država — od pojave nuklearnog testiranja 1950-ih.
„Naglo otapanje brzo otkriva stare horizonte permafrosta, oslobađajući jedinjenja i mikroorganizme izdvojene u dubljim slojevima“, primetili su Miner i drugi istraživači u radu iz 2021.
U istraživačkom radu, Miner je direktnu infekciju ljudi drevnim patogenima oslobođenim iz permafrosta označila kao „trenutno neverovatno“.
Međutim, Miner je rekla da je zabrinuta zbog onoga što je nazvala „metuzalemskim mikroorganizmima“ (nazvanom po biblijskoj ličnosti sa najdužim životnim vekom). To su organizmi koji bi mogli da unesu dinamiku drevnih i izumrlih ekosistema u današnji Arktik, sa nepoznatim posledicama.
Ponovna pojava drevnih mikroorganizama ima potencijal da promeni sastav tla i vegetativni rast rekla je Miner.
„Zaista nam nije jasno kako će ovi mikrobi stupiti u interakciju sa modernim okruženjem“, rekla je ona. „To zapravo nije eksperiment za koji mislim da bi bilo ko od nas želeo da izvede.“
Najbolji način delovanja, rekla je Miner, je pokušati zaustaviti otapanje i zadržati ove opasnosti zauvek zakopane u permafrostu.
