Tot een kwart van het continentale deel van het noordelijk halfrond van de aarde is bedekt met permafrost. Zij pakt
Naast actieve emissie bevat de bodemmicroben en virussen, die sinds de prehistorie in een "halfdode", slapende toestand zijn aangekomen. Een internationale groep onderzoekers uit Rusland, Frankrijk en Duitsland besloot te testen of "ontdooide" virussen in staat zijn om activiteit te herstellen en moderne organismen te infecteren.
Waarom is een experiment nodig?
De opwarming van het klimaat is vooral merkbaar in het Noordpoolgebied.De temperatuur in deze regio stijgt volgens verschillende schattingen twee tot zelfs vier keer sneller dan het wereldgemiddelde. Onderzoekers registreren het smelten van permafrost op steeds grotere diepten. Als gevolg hiervan worden de oeroude organische lagen die tienduizenden jaren geleden zijn bevroren, verwarmd en ontdooid. In de toekomst kan dit proces invloed hebben op de permafrost, die zich enkele miljoenen jaren geleden heeft gevormd.
Het smelten van permafrost houdt niet alleen verband metde afbraak van oud organisch materiaal, wat leidt tot de uitstoot van kooldioxide en methaan in de atmosfeer, waardoor het opwarmingseffect verder wordt versterkt. Tegelijkertijd registreert het het herstel van individuele oude micro-organismen die infecties bij dieren veroorzaken.
Bijvoorbeeld in 2016 op het schiereiland Yamalonderzoekers hebben een massale uitbraak van miltvuur onder rendieren gedocumenteerd. Toen raakten ruim 2,5 duizend dieren besmet, waarvan bijna elke negende overleed. Door contact met zieke herten raakten ook 36 mensen besmet, van wie er één overleed. De studie toonde aan dat de infectie werd veroorzaakt door stammen van de bacterie Bacillus anthracis uit een oude veebegraafplaats. Ziekteverwekkers werden geactiveerd als gevolg van abnormale temperaturen, wat leidde tot het smelten van de grond op een grotere diepte dan normaal.
Oude lagen van meer dan een miljoen jaar oudjaren kunnen volledig onbekende ziekteverwekkers bevatten. Tegelijkertijd, hoewel er talloze studies zijn gewijd aan de mogelijkheid om bacteriën uit permafrost te "herleven", wordt de mogelijkheid van de opkomst van "zombievirussen" en de gevolgen ervan nog steeds slecht begrepen, zeggen wetenschappers.
Hoe komen virussen tot leven?
De onderzoekers isoleerden er 13 verschillende virussen uitzeven monsters permafrost uit Siberië, één uit Kamtsjatka en één uit de modderige oever van de rivier de Lena in Yakutia. Het genoom van de ziekteverwekkers verschilde van de bekende moderne analogen, maar ze behoorden allemaal tot vijf verschillende geslachten die eencellige micro-organismen van het geslacht Acanthamoeba (Acanthamoeba) infecteren. Onder hen waren: pandoravirus, cedratvirus, megavirus en pacmanvirus, evenals een nieuwe stam van pitovirus.
Leeftijd van het oudste gevonden virusonderzoekers geschat op 48,5 duizend jaar, negen van hen brachten minstens 10 duizend jaar in bevroren toestand door. Tegelijkertijd werden de monsters niet alleen uit de grond gehaald: drie ervan werden meer dan 27.000 jaar geleden bewaard in de wol van een mammoet die meer dan 27 duizend jaar geleden was ingevroren, en nog een in de ingewanden van dezelfde oude Siberische wolf.
Monsters van verschillende virussen gevonden in permafrost, onder een microscoop. Afbeeldingen: Jean-Marie Alempic et al., Virussen
Alle gevonden virussen zijn grote virussen.Het is geen toeval dat de onderzoekers zich specifiek richtten op het bestuderen van soorten die zichtbaar zijn onder een conventionele lichtmicroscoop en geen geavanceerdere instrumenten nodig hebben. Dit maakt dergelijke ziekteverwekkers tot een goed model dat gemakkelijk te bestuderen is in het laboratorium, noteren de auteurs in hun paper.
In een gesloten laboratorium ontdooiden wetenschappersoude ziekteverwekkers en de sequentie van hun genomen. De onderzoekers infecteerden vervolgens amoebecellen met deze virussen. Aangezien de soort zich voornamelijk in Acanthamoeba voortplant, vormde hun activering een minimaal risico voor overdracht naar laboratoriumtechnici. "Degenen die we nieuw leven hebben ingeblazen, vormen geen gevaar, ze infecteren alleen amoeben", vertelde Jean-Michel Claverie, een microbioloog aan de Universiteit van Aix-Marseille in Frankrijk en co-auteur van de nieuwe studie, aan WordsSideKick.com.
Wat bleek uit het onderzoek?
Uit de analyse bleek dat na ontdooien de virussenbehield het vermogen om amoeben te infecteren. Ze drongen met succes door in de cellen van micro-organismen, terwijl infectie de actieve replicatie van het virale genoom op gang bracht en de vorming van nieuwe deeltjes die vrijkwamen en andere micro-organismen infecteerde.
De studie bevestigt het vermogen van grootDNA-virussen die amoeben infecteren, blijven besmettelijk na meer dan 48.000 jaar in diepe permafrost te hebben doorgebracht. Voor drie van de vijf bestudeerde geslachten is dit het eerste voorbeeld van reactivering na invriezen.
We kijken naar deze virussen die amoeben infecteren,als surrogaten voor elk ander mogelijk virus dat op de loer ligt in de permafrost. We zien sporen van vele, vele, vele andere virussen. We weten dat ze er zijn. We weten niet zeker of ze nog leven. Maar we nemen aan dat als de amoebe-virussen nog leven, er geen reden is waarom andere virussen dood zouden zijn en hun gastheren niet zouden kunnen infecteren.
Jean-Michel Claverie, co-auteur van de studie in een interview met CNN
De onderzoekers merken op dat naast het nieuw leven ingeblazenvan virussen die amoeben infecteren, zijn sporen van vele andere soorten gevonden in monsters van eeuwigheid, waaronder enkele geassocieerd met bekende menselijke pathogenen zoals pokkenvirussen (pokkenvirussen) en herpesvirussen. Vanwege het hoge potentieel voor pathogeniteit en het risico van verspreiding onder mensen, hebben biologen niet gecontroleerd of deze virussen het vermogen behouden om andere organismen te infecteren.
Veel van de virussen die zullen worden vrijgegeven doorals het ijs smelt, zal volkomen onbekend zijn. Het is nog niet bekend of ze besmettelijk zullen zijn en hoe, bij blootstelling aan licht, warmte en zuurstof uit de omgeving. Maar de resultaten van het experiment suggereren dat in ieder geval een deel ervan op mensen kan worden overgedragen, terwijl mensen misschien niet immuun zijn voor dergelijke ziekteverwekkers.
Gezien de onvermijdelijkheid van de opwarming van de aardewetenschappers roepen op tot voorzichtigheid bij mijnbouw in permafrostgebieden, en wijzen ook op de noodzaak van verder onderzoek om het risico op een epidemie veroorzaakt door onbekende virussen te minimaliseren.
Lees verder:
NASA-helikopter toonde zonsondergang op Mars. Het lijkt niet op aarde.
Wetenschappers geloven dat de vorm van het universum niet is wat iedereen denkt
Schat gevonden die bijna 1000 jaar geleden tijdens de oorlog verborgen was