Fino a un quarto della parte continentale dell'emisfero settentrionale della Terra è ricoperto di permafrost. Lei prende
Oltre all'emissione attiva, il suolo contienemicrobi e virus, che fin dalla preistoria arrivavano in uno stato "mezzo morto", dormiente. Un gruppo internazionale di ricercatori provenienti da Russia, Francia e Germania ha deciso di verificare se i virus "scongelati" sono in grado di ripristinare l'attività e infettare gli organismi moderni.
Perché è necessario un esperimento?
Il riscaldamento climatico è particolarmente evidente nell'Artico.La temperatura in questa regione sta aumentando, secondo varie stime, due o anche quattro volte più velocemente della media globale. I ricercatori stanno registrando lo scioglimento del permafrost a profondità sempre maggiori. Di conseguenza, gli antichi strati organici che si sono congelati decine di migliaia di anni fa vengono riscaldati e scongelati. In futuro, questo processo potrebbe influenzare il permafrost, che si è formato diversi milioni di anni fa.
Lo scioglimento del permafrost è associato non solo ala decomposizione della materia organica antica, che porta all’emissione di anidride carbonica e metano nell’atmosfera, potenziando ulteriormente l’effetto riscaldante. Allo stesso tempo, registra il ripristino di singoli microrganismi antichi che causano infezioni negli animali.
Ad esempio, nel 2016 nella penisola di Yamali ricercatori hanno documentato una massiccia epidemia di antrace tra le renne. Quindi sono stati infettati più di 2,5mila animali, di cui quasi un nono è morto. A seguito del contatto con cervi malati, anche 36 persone sono state infettate, una delle quali è morta. Lo studio ha dimostrato che l'infezione è stata causata da ceppi del batterio Bacillus anthracis provenienti da un antico cimitero di bestiame. Gli agenti patogeni sono stati attivati a causa di temperature anormali, che hanno portato allo scioglimento del suolo a una profondità maggiore del normale.
Strati antichi di oltre un milione di annianni possono contenere agenti patogeni completamente sconosciuti. Allo stesso tempo, sebbene numerosi studi siano stati dedicati alla possibilità di "rianimare" i batteri dal permafrost, la possibilità dell'emergere di "virus zombi" e delle sue conseguenze rimane ancora poco conosciuta, affermano gli scienziati.
Come vengono resuscitati i virus?
I ricercatori hanno isolato 13 virus diversi dasette campioni di permafrost dalla Siberia, uno dalla Kamchatka e uno dalla riva fangosa del fiume Lena in Yakutia. Il genoma dei patogeni differiva dai noti analoghi moderni, ma appartenevano tutti a cinque diversi generi che infettano i microrganismi unicellulari del genere Acanthamoeba (Acanthamoeba). Tra questi c'erano: pandoravirus, cedratvirus, megavirus e pacmanvirus, oltre a un nuovo ceppo di pitovirus.
Età del virus più antico trovatoi ricercatori hanno stimato in 48,5 mila anni, nove dei quali hanno trascorso almeno 10 mila anni in uno stato congelato. Allo stesso tempo, i campioni sono stati ottenuti non solo dal suolo: tre di essi sono stati conservati nella lana di un mammut congelato più di 27mila anni fa, e un altro nell'intestino dello stesso antico lupo siberiano.
Campioni di vari virus trovati nel permafrost, al microscopio. Immagini: Jean-Marie Alempic et al., Viruses
Tutti i virus trovati sono virus di grandi dimensioni.Non è un caso che i ricercatori si siano concentrati in modo specifico sullo studio di specie che sono visibili con un microscopio ottico convenzionale e non richiedono strumenti più sofisticati. Ciò rende tali agenti patogeni un buon modello facile da studiare in laboratorio, osservano gli autori nel loro articolo.
In un laboratorio chiuso, gli scienziati si sono scongelatiantichi patogeni e ne ha sequenziato i genomi. I ricercatori hanno quindi infettato le cellule di ameba con questi virus. Poiché le specie trovate si riproducono principalmente all'interno di Acanthamoeba, la loro attivazione ha rappresentato un rischio minimo di trasmissione ai tecnici di laboratorio. "Quelli che abbiamo rianimato non rappresentano un pericolo, infettano solo le amebe", ha detto a WordsSideKick.com Jean-Michel Claverie, microbiologo dell'Università di Aix-Marsiglia in Francia e coautore del nuovo studio.
Cosa ha mostrato lo studio?
L'analisi ha mostrato che dopo lo scongelamento, i virusmantenuto la capacità di infettare le amebe. Sono penetrati con successo nelle cellule dei microrganismi, mentre l'infezione ha avviato la replicazione attiva del genoma virale e la formazione di nuove particelle che sono state rilasciate e hanno infettato altri microrganismi.
Lo studio conferma la capacità dei grandiI virus del DNA che infettano le amebe rimangono contagiosi dopo oltre 48.000 anni trascorsi nel permafrost profondo. Per tre dei cinque generi studiati, questo è il primo esempio di riattivazione dopo il congelamento.
Stiamo esaminando questi virus che infettano l'ameba,come surrogati di ogni altro possibile virus che potrebbe annidarsi nel permafrost. Vediamo tracce di molti, molti, molti altri virus. Sappiamo che sono lì. Non sappiamo con certezza se siano ancora vivi. Ma supponiamo che se i virus dell'ameba sono ancora vivi, allora non c'è motivo per cui altri virus sarebbero morti e incapaci di infettare i loro ospiti.
Jean-Michel Claverie, coautore dello studio in un'intervista alla CNN
I ricercatori notano che oltre ai rianimatidi virus che infettano le amebe, tracce di molte altre specie sono state trovate in campioni di eterno, comprese alcune associate a noti patogeni umani come i poxvirus (poxvirus) e gli herpesvirus. A causa dell'elevato potenziale di patogenicità e del rischio di diffusione tra gli esseri umani, i biologi non hanno verificato se questi virus conservassero la capacità di infettare altri organismi.
Molti dei virus che verranno rilasciati damentre il ghiaccio si scioglie, sarà completamente sconosciuto. Non è ancora noto se saranno contagiosi e come, se esposti a luce, calore e ossigeno dall'ambiente. Ma i risultati dell'esperimento suggeriscono che almeno alcuni di essi possono essere trasmessi all'uomo, mentre le persone potrebbero non avere l'immunità a tali agenti patogeni.
Data l'inevitabilità del riscaldamento globalegli scienziati invitano alla cautela durante l'estrazione nelle aree di permafrost e notano anche la necessità di ulteriori ricerche per ridurre al minimo il rischio di un'epidemia causata da virus sconosciuti.
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