Bis zu einem Viertel des kontinentalen Teils der nördlichen Erdhalbkugel ist mit Permafrost bedeckt. Sie nimmt
Neben der aktiven Emission enthält der BodenMikroben und Viren, die seit prähistorischen Zeiten in einem "halbtoten", ruhenden Zustand ankamen. Eine internationale Gruppe von Forschern aus Russland, Frankreich und Deutschland beschloss, zu testen, ob "aufgetaute" Viren in der Lage sind, die Aktivität wiederherzustellen und moderne Organismen zu infizieren.
Warum braucht es ein Experiment?
Die Klimaerwärmung macht sich besonders in der Arktis bemerkbar.Die Temperatur in dieser Region steigt nach verschiedenen Schätzungen zwei- oder sogar viermal schneller als im globalen Durchschnitt. Forscher registrieren das Abschmelzen des Permafrosts in immer größeren Tiefen. Dadurch werden die uralten organischen Schichten, die vor Zehntausenden von Jahren gefroren sind, erhitzt und wieder aufgetaut. In Zukunft könnte dieser Prozess den Permafrost beeinträchtigen, der sich vor mehreren Millionen Jahren gebildet hat.
Das Schmelzen des Permafrosts ist nicht nur damit verbundendie Zersetzung alter organischer Materie, die zur Emission von Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre führt und den Erwärmungseffekt noch verstärkt. Gleichzeitig wird die Wiederherstellung einzelner uralter Mikroorganismen erfasst, die Infektionen bei Tieren verursachen.
Zum Beispiel 2016 auf der Jamal-HalbinselForscher haben einen massiven Anthrax-Ausbruch bei Rentieren dokumentiert. Dann wurden mehr als 2,5 Tausend Tiere infiziert, von denen fast jedes neunte starb. Durch den Kontakt mit erkrankten Rehen infizierten sich zudem 36 Menschen, von denen einer starb. Die Studie zeigte, dass die Infektion durch Stämme des Bakteriums Bacillus anthracis aus einem alten Viehfriedhof verursacht wurde. Durch anormale Temperaturen wurden Krankheitserreger aktiviert, was dazu führte, dass der Boden in größerer Tiefe als üblich schmolz.
Uralte Schichten, die über eine Million Jahre alt sindJahre können völlig unbekannte Erreger enthalten. Obwohl sich zahlreiche Studien der Möglichkeit der „Wiederbelebung“ von Bakterien aus Permafrost gewidmet haben, ist die Möglichkeit der Entstehung von „Zombieviren“ und ihre Folgen nach wie vor kaum verstanden, sagen Wissenschaftler.
Wie werden Viren wiederbelebt?
Die Forscher isolierten 13 verschiedene Viren aussieben Permafrostproben aus Sibirien, eine aus Kamtschatka und eine vom schlammigen Ufer des Flusses Lena in Jakutien. Das Genom der Erreger unterschied sich von den bekannten modernen Analoga, sie gehörten jedoch alle fünf verschiedenen Gattungen an, die einzellige Mikroorganismen der Gattung Acanthamoeba (Acanthamoeba) infizieren. Unter ihnen waren: Pandoravirus, Cedratvirus, Megavirus und Pacmanvirus sowie ein neuer Stamm des Pitovirus.
Alter des ältesten gefundenen VirusForscher schätzten es auf 48,5 Tausend Jahre, neun von ihnen verbrachten mindestens 10 Tausend Jahre in einem gefrorenen Zustand. Gleichzeitig wurden die Proben nicht nur aus dem Boden gewonnen: Drei von ihnen wurden in der vor mehr als 27.000 Jahren eingefrorenen Wolle eines Mammuts aufbewahrt, und eine weitere im Darm desselben alten sibirischen Wolfs.
Proben verschiedener Viren, die im Permafrost gefunden wurden, unter einem Mikroskop. Bilder: Jean-Marie Alempic et al., Viren
Alle gefundenen Viren sind große Viren.Es ist kein Zufall, dass sich die Forscher speziell auf die Untersuchung von Arten konzentrierten, die unter einem herkömmlichen Lichtmikroskop sichtbar sind und keine komplizierteren Instrumente benötigen. Das macht solche Krankheitserreger zu einem guten Modell, das sich leicht im Labor untersuchen lässt, stellen die Autoren in ihrer Arbeit fest.
In einem geschlossenen Labor tauten Wissenschaftler aufalte Krankheitserreger und sequenzierte ihre Genome. Mit diesen Viren infizierten die Forscher dann Amöbenzellen. Da sich die gefundenen Arten hauptsächlich innerhalb von Akanthamöben vermehren, stellte ihre Aktivierung ein minimales Übertragungsrisiko für Labortechniker dar. „Diejenigen, die wir wiederbelebt haben, stellen keine Gefahr dar, sie infizieren nur Amöben“, sagte Jean-Michel Claverie, Mikrobiologe an der Universität Aix-Marseille in Frankreich und Mitautor der neuen Studie, gegenüber WordsSideKick.com.
Was hat die Studie gezeigt?
Die Analyse zeigte, dass nach dem Auftauen die Virenbehielt die Fähigkeit, Amöben zu infizieren. Sie drangen erfolgreich in die Zellen von Mikroorganismen ein, während die Infektion eine aktive Replikation des viralen Genoms und die Bildung neuer Partikel initiierte, die freigesetzt und andere Mikroorganismen infizierten.
Die Studie bestätigt die Fähigkeit großerDNA-Viren, die Amöben infizieren, bleiben auch nach mehr als 48.000 Jahren im tiefen Permafrost infektiös. Für drei der fünf untersuchten Gattungen ist dies das erste Beispiel einer Reaktivierung nach dem Einfrieren.
Wir sehen uns diese Viren an, die Amöben infizieren,als Ersatz für jedes andere mögliche Virus, das im Permafrost lauern könnte. Wir sehen Spuren von vielen, vielen, vielen anderen Viren. Wir wissen, dass sie da sind. Wir wissen nicht genau, ob sie noch leben. Aber wir gehen davon aus, dass, wenn die Amöbenviren noch leben, es keinen Grund gibt, warum andere Viren tot sind und ihre Wirte nicht infizieren können.
Jean-Michel Claverie, Co-Autor der Studie, im Interview mit CNN
Die Forscher stellen fest, dass zusätzlich zu den wiederbelebtenvon Viren, die Amöben infizieren, wurden Spuren vieler anderer Arten in Proben aus der Ewigkeit gefunden, darunter einige, die mit bekannten menschlichen Krankheitserregern wie Pockenviren (Pockenviren) und Herpesviren in Verbindung gebracht werden. Aufgrund des hohen Pathogenitätspotentials und der Gefahr der Verbreitung unter Menschen haben Biologen nicht geprüft, ob diese Viren die Fähigkeit behalten, andere Organismen zu infizieren.
Viele der Viren, die von veröffentlicht werdenwie das Eis schmilzt, wird völlig unbekannt sein. Es ist noch nicht bekannt, ob sie ansteckend sind und wie, wenn sie Licht, Wärme und Sauerstoff aus der Umgebung ausgesetzt werden. Die Ergebnisse des Experiments deuten jedoch darauf hin, dass zumindest einige von ihnen auf den Menschen übertragen werden können, während Menschen möglicherweise keine Immunität gegen solche Krankheitserreger haben.
Angesichts der Unausweichlichkeit der globalen ErwärmungWissenschaftler rufen zur Vorsicht beim Bergbau in Permafrostgebieten auf und weisen auf die Notwendigkeit weiterer Forschung hin, um das Risiko einer durch unbekannte Viren verursachten Epidemie zu minimieren.
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