Eπιστήμονες αναβίωσαν ιό «ζόμπι» - Ήταν θαμμένος 48.500 χρόνια σε παγετώνα

 

Οι θερμότερες θερμοκρασίες στην Αρκτική ξεπαγώνουν τους μόνιμους παγετώνες της περιοχής, ανακατεύοντας πιθανώς ιούς που, αφού παραμένουν αδρανείς για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία των ζώων και των ανθρώπων.

Ενώ μια πανδημία που εξαπολύεται από μια ασθένεια από το μακρινό παρελθόν μοιάζει με σενάριο ταινίας επιστημονικής φαντασίας, οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι οι κίνδυνοι, αν και μικροί, υποτιμώνται. Χημικά και ραδιενεργά απόβλητα που χρονολογούνται από τον Ψυχρό Πόλεμο, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να βλάψουν την άγρια ζωή και να διαταράξουν τα οικοσυστήματα, ενδέχεται επίσης να απελευθερωθούν κατά την απόψυξη.

«Συμβαίνουν πολλά με τον μόνιμο παγετώνα που εγείρουν ανησυχία και αυτό αποδεικνύει γιατί είναι εξαιρετικά σημαντικό να διατηρούμε όσο το δυνατόν παγωμένο το μεγαλύτερο μέρος του», δήλωσε η Kimberley Miner, κλιματολόγος στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια.

Ο μόνιμος παγετός καλύπτει το ένα πέμπτο του βόρειου ημισφαιρίου, έχοντας στηρίξει την Αρκτική τούνδρα και τα βόρεια δάση της Αλάσκας, του Καναδά και της Ρωσίας για χιλιετίες. Χρησιμεύει ως ένα είδος χρονοκάψουλας, διατηρώντας - εκτός από αρχαίους ιούς - τα μουμιοποιημένα υπολείμματα μιας σειράς εξαφανισμένων ζώων που οι επιστήμονες μπόρεσαν να ανακαλύψουν και να μελετήσουν τα τελευταία χρόνια, συμπεριλαμβανομένων δύο λιονταριών και ενός ρινόκερου.

Ο λόγος που ο μόνιμος παγετός είναι ένα καλό μέσο αποθήκευσης δεν είναι μόνο επειδή είναι κρύος. Είναι ένα περιβάλλον χωρίς οξυγόνο στο οποίο δεν διαπερνά το φως. Ωστόσο, η Αρκτική θερμαίνεται έως και τέσσερις φορές πιο γρήγορα από τον υπόλοιπο πλανήτη, αποδυναμώνοντας το ανώτερο στρώμα του μόνιμου παγετού στην περιοχή.

Για να κατανοήσει καλύτερα τους κινδύνους που ενέχουν οι παγωμένοι ιοί, ο Jean-Michel Claverie, ομότιμος καθηγητής ιατρικής και γονιδιωματικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Aix-Marseille στη Μασσαλία, Γαλλία, έχει δοκιμάσει δείγματα γης που ελήφθησαν από το μόνιμο παγετό της Σιβηρίας για να δει αν περιέχονται σε αυτόν ιικά σωματίδια, τα οποία εξακολουθούν να είναι μολυσματικά. Ψάχνει για αυτό που περιγράφει ως «ιούς ζόμπι» - και βρήκε μερικούς.

 

Ο Jean-Michel Claverie, ομότιμος καθηγητής ιατρικής και γονιδιωματικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Aix-Marseille στη Μασσαλία, Γαλλία

Ο κυνηγός των ιών

Ο Claverie μελετά έναν συγκεκριμένο τύπο ιού που ανακάλυψε για πρώτη φορά το 2003. Γνωστοί ως γιγάντιοι ιοί, είναι πολύ μεγαλύτεροι από την τυπική ποικιλία και ορατοί κάτω από ένα κανονικό φως μικροσκοπίου, αντί για ένα πιο ισχυρό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο — γεγονός που καθιστά πιο εύκολη τη μελέτη τους.

Οι προσπάθειές του να ανιχνεύσει ιούς παγωμένους στο μόνιμο παγετό ήταν εν μέρει εμπνευσμένες από μια ομάδα Ρώσων επιστημόνων που το 2012 αναβίωσαν ένα αγριολούλουδο από έναν ιστό σπόρων 30.000 ετών που βρέθηκε στο λαγούμι ενός σκίουρου. (Έκτοτε, οι επιστήμονες έχουν επίσης επαναφέρει στη ζωή με επιτυχία αρχαία μικροσκοπικά ζώα.)

Το 2014, κατάφερε να αναβιώσει έναν ιό που ο ίδιος και η ομάδα του απομόνωσαν από τον μόνιμο παγετό, καθιστώντας τον μολυσματικό για πρώτη φορά μετά από 30.000 χρόνια, εισάγοντάς τον σε καλλιεργημένα κύτταρα. Για ασφάλεια, είχε επιλέξει να μελετήσει έναν ιό που θα μπορούσε να στοχεύσει μόνο μονοκύτταρες αμοιβάδες, όχι ζώα ή ανθρώπους.

Επανέλαβε το κατόρθωμα το 2015, απομονώνοντας έναν διαφορετικό τύπο ιού που στόχευε επίσης τις αμοιβάδες. Και στην τελευταία του έρευνα, που δημοσιεύτηκε στις 18 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Viruses, ο Claverie και η ομάδα του απομόνωσαν διάφορα στελέχη αρχαίου ιού από πολλαπλά δείγματα μόνιμου παγετού που ελήφθησαν από επτά διαφορετικά μέρη σε όλη τη Σιβηρία και έδειξαν ότι το καθένα μπορούσε να μολύνει καλλιεργημένα κύτταρα αμοιβάδας.

Αυτά τα τελευταία στελέχη αντιπροσωπεύουν πέντε νέες οικογένειες ιών, πέρα από τις δύο που είχε αναβιώσει στο παρελθόν. Το παλαιότερο ήταν σχεδόν 48.500 ετών, με βάση τη χρονολόγηση του εδάφους με ραδιενεργό άνθρακα, και προήλθε από ένα δείγμα γης που ελήφθη από μια υπόγεια λίμνη 16 μέτρα κάτω από την επιφάνεια. Τα νεότερα δείγματα, που βρέθηκαν στο περιεχόμενο του στομάχου και στο τρίχωμα των υπολειμμάτων ενός μάλλινου μαμούθ, ήταν 27.000 ετών.

Το ότι οι ιοί που μολύνουν την αμοιβάδα εξακολουθούν να είναι μολυσματικοί μετά από τόσο καιρό είναι ενδεικτικό ενός δυνητικά μεγαλύτερου προβλήματος, είπε ο Claverie. Φοβάται ότι οι άνθρωποι θεωρούν την έρευνά του ως επιστημονική περιέργεια και δεν αντιλαμβάνονται την προοπτική των αρχαίων ιών να επανέλθουν στη ζωή ως σοβαρή απειλή για τη δημόσια υγεία.

«Βλέπουμε αυτούς τους ιούς που μολύνουν την αμοιβάδα ως υποκατάστατα όλων των άλλων πιθανών ιών που μπορεί να βρίσκονται στον μόνιμο παγετό», είπε ο Claverie.

«Βλέπουμε τα ίχνη πολλών, πολλών, πολλών άλλων ιών», πρόσθεσε. «Γνωρίζουμε λοιπόν ότι είναι εκεί. Δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι είναι ακόμα ζωντανοί. Αλλά το σκεπτικό μας είναι ότι εάν οι ιοί της αμοιβάδας είναι ακόμα ζωντανοί, δεν υπάρχει λόγος για τον οποίο οι άλλοι ιοί δεν θα είναι ακόμα ζωντανοί και ικανοί να μολύνουν τους δικούς τους ξενιστές».

 

Το σκάφος που χρησίμευσε ως χώρος αποθήκευσης για την ομάδα που πήρε δείγματα που χρησιμοποίησε ο Claverie στα πειράματά του

Προηγούμενο για ανθρώπινη μόλυνση

Ίχνη ιών και βακτηρίων που μπορούν να μολύνουν τον άνθρωπο έχουν βρεθεί διατηρημένα στον μόνιμο παγετό.

Ένα δείγμα πνεύμονα από το σώμα μιας γυναίκας που εκτάφηκε το 1997 από μόνιμο παγετό σε ένα χωριό στη χερσόνησο Seward της Αλάσκας περιείχε γονιδιωματικό υλικό από το στέλεχος της γρίπης που ευθύνεται για την πανδημία του 1918. Το 2012, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι τα 300 ετών μουμιοποιημένα λείψανα μιας γυναίκας που ήταν θαμμένη στη Σιβηρία περιείχαν τις γενετικές υπογραφές του ιού που προκαλεί την ευλογιά.

Ένα ξέσπασμα άνθρακα στη Σιβηρία που επηρέασε δεκάδες ανθρώπους και περισσότερους από 2.000 τάρανδους μεταξύ Ιουλίου και Αυγούστου του 2016 έχει επίσης συνδεθεί με τη βαθύτερη απόψυξη του μόνιμου παγετού κατά τη διάρκεια εξαιρετικά ζεστών καλοκαιριών, επιτρέποντας στα παλιά σπόρια του Bacillus anthracis να επανεμφανιστούν από παλιούς χώρους ταφής ή πτώματα ζώων.

Η Birgitta Evengård, επίτιμη καθηγήτρια στο Τμήμα Κλινικής Μικροβιολογίας του Πανεπιστημίου Umea στη Σουηδία, είπε ότι θα πρέπει να υπάρχει καλύτερη επιτήρηση του κινδύνου που ενέχουν πιθανά παθογόνα στην απόψυξη του μόνιμου παγετού, αλλά προειδοποίησε ενάντια σε μια ανησυχητική προσέγγιση.

«Πρέπει να θυμάστε ότι η άμυνα του ανοσοποιητικού μας έχει αναπτυχθεί σε στενή επαφή με το μικροβιολογικό περιβάλλον», δήλωσε η Evengård, που είναι μέλος του CLINF Nordic Centre of Excellence, μιας ομάδας που ερευνά τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στον επιπολασμό μολυσματικών ασθενειών στους ανθρώπους και ζώα στις βόρειες περιοχές.

«Εάν υπάρχει ένας ιός κρυμμένος στον μόνιμο παγετό με τον οποίο δεν έχουμε έρθει σε επαφή για χιλιάδες χρόνια, μπορεί να μην επαρκεί η ανοσολογική μας άμυνα», είπε. «Είναι σωστό να σεβόμαστε την κατάσταση και να είμαστε προνοητικοί και όχι απλώς αντιδραστικοί. Και ο τρόπος για να καταπολεμήσεις τον φόβο είναι να έχεις γνώση».

 

Δείγματα που έχουν συλλεχθεί από μόνιμο παγετό απεικονίζονται σε ένα δοχείο

Πιθανότητες μετάδοσης του ιού

Φυσικά, στον πραγματικό κόσμο, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πόσο καιρό αυτοί οι ιοί θα μπορούσαν να παραμείνουν μολυσματικοί όταν εκτεθούν στις σημερινές συνθήκες ή πόσο πιθανό θα ήταν ο ιός να συναντήσει έναν κατάλληλο ξενιστή. Δεν είναι όλοι οι ιοί παθογόνοι που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες, μερικοί είναι καλοήθεις ή ακόμη και ωφέλιμοι για τους οικοδεσπότες τους. Και ενώ φιλοξενεί 3,6 εκατομμύρια ανθρώπους, η Αρκτική εξακολουθεί να είναι ένα αραιοκατοικημένο μέρος, καθιστώντας τον κίνδυνο έκθεσης του ανθρώπου σε αρχαίους ιούς πολύ χαμηλό.

Ωστόσο, «ο κίνδυνος είναι βέβαιο ότι θα αυξηθεί στο πλαίσιο της υπερθέρμανσης του πλανήτη», είπε ο Claverie, «κατά την οποία η απόψυξη του μόνιμου παγετού θα συνεχίσει να επιταχύνεται και περισσότεροι άνθρωποι θα κατοικούν στην Αρκτική στον απόηχο των βιομηχανικών εγχειρημάτων».

Ο Claverie δεν είναι ο μόνος που προειδοποιεί ότι η περιοχή θα μπορούσε να γίνει γόνιμο έδαφος για ένα συμβάν διάχυσης - όταν ένας ιός μεταπηδήσει σε έναν νέο ξενιστή και αρχίσει να εξαπλώνεται.

Πέρυσι, μια ομάδα επιστημόνων δημοσίευσε έρευνα σε δείγματα εδάφους και ιζημάτων λιμνών που ελήφθησαν από τη λίμνη Hazen, μια λίμνη γλυκού νερού στον Καναδά που βρίσκεται εντός του αρκτικού κύκλου. Ακολούθησαν το γενετικό υλικό στο ίζημα για να αναγνωρίσουν τις υπογραφές του ιού και τα γονιδιώματα των πιθανών ξενιστών - φυτών και ζώων - στην περιοχή.

Χρησιμοποιώντας μια ανάλυση μοντέλων υπολογιστή, πρότειναν ότι ο κίνδυνος διάχυσης ιών σε νέους ξενιστές ήταν υψηλότερος σε τοποθεσίες κοντά στις οποίες έρεαν μεγάλες ποσότητες λιωμένου νερού παγετώνων στη λίμνη - ένα σενάριο που γίνεται πιο πιθανό καθώς το κλίμα θερμαίνεται.

 

Η απόψυξη του μόνιμου παγετώνα μπορεί να είναι σταδιακή ή να συμβεί πολύ πιο γρήγορα

Άγνωστες συνέπειες

Ο εντοπισμός ιών και άλλων κινδύνων που περιέχονται στον θερμαινόμενο μόνιμο παγετό είναι το πρώτο βήμα για την κατανόηση του κινδύνου που ενέχουν για την Αρκτική, δήλωσε η Miner στο Jet Propulsion Laboratory της NASA. Άλλες προκλήσεις περιλαμβάνουν τον ποσοτικό προσδιορισμό του πού, πότε, πόσο γρήγορα και πόσο βαθιά θα ξεπαγώσει ο μόνιμος παγετός.

Η απόψυξη μπορεί να είναι μια σταδιακή διαδικασία μόλις μερικών εκατοστών ανά δεκαετία, αλλά επίσης συμβαίνει πιο γρήγορα, όπως στην περίπτωση τεράστιων κατολισθήσεων που μπορούν ξαφνικά να εκθέσουν βαθιά και αρχαία στρώματα μόνιμου παγετού. Η διαδικασία απελευθερώνει επίσης μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα - μια παραγνωρισμένη και υποτιμημένη κινητήρια δύναμη της κλιματικής αλλαγής.

Η Miner κατέγραψε μια σειρά από πιθανούς κινδύνους που βρίσκονται επί του παρόντος στον μόνιμο παγετό της Αρκτικής σε μια εργασία του 2021 που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Climate Change.

Αυτοί οι πιθανοί κίνδυνοι περιλάμβαναν τα θαμμένα απόβλητα από την εξόρυξη βαρέων μετάλλων και χημικών ουσιών όπως το φυτοφάρμακο DDT, το οποίο απαγορεύτηκε στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Ραδιενεργό υλικό έχει επίσης απορριφθεί στην Αρκτική —από τη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες— από την εμφάνιση των πυρηνικών δοκιμών στη δεκαετία του 1950.

«Η απότομη απόψυξη εκθέτει γρήγορα τους παλιούς ορίζοντες του μόνιμου παγετού, απελευθερώνοντας ενώσεις και μικροοργανισμούς απομονωμένους σε βαθύτερα στρώματα», σημείωσαν η Miner και άλλοι ερευνητές στο έγγραφο του 2021.

Στην ερευνητική εργασία, η Miner χαρακτήρισε την άμεση μόλυνση των ανθρώπων με αρχαία παθογόνα που απελευθερώνονται από τον μόνιμο παγετό ως «απίθανη αυτή τη στιγμή».

Ωστόσο, η Miner είπε ότι ανησυχεί για αυτό που ονόμασε «μικροοργανισμούς Methuselah» (που πήρε το όνομά της από τη βιβλική φιγούρα με τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής). Πρόκειται για οργανισμούς που θα μπορούσαν να φέρουν τη δυναμική των αρχαίων και εξαφανισμένων οικοσυστημάτων στη σημερινή Αρκτική, με άγνωστες συνέπειες.

Η επανεμφάνιση αρχαίων μικροοργανισμών έχει τη δυνατότητα να αλλάξει τη σύνθεση του εδάφους και τη βλαστική ανάπτυξη, πιθανώς επιταχύνοντας περαιτέρω τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, είπε η Miner.

«Δεν γνωρίζουμε με σαφήνεια το πώς αυτά τα μικρόβια θα αλληλεπιδράσουν με το σύγχρονο περιβάλλον», είπε. «Δεν είναι πραγματικά ένα πείραμα που νομίζω ότι κάποιος από εμάς θέλει να τρέξει».

Ο καλύτερος τρόπος δράσης, είπε η Miner, είναι να προσπαθήσουμε να σταματήσουμε την απόψυξη και την ευρύτερη κλιματική κρίση, και να κρατήσουμε αυτούς τους κινδύνους για πάντα ενταφιασμένους στον μόνιμο παγετό.