Wirusy milenijne w wiecznej zmarzlinie: czy topnienie lodowców może wywołać epidemię?

Gdzie można znaleźć starożytne wirusy

Eksperci twierdzą, że tysiącletnie wirusy są w wieczności

wieczna zmarzlina - zajmuje co najmniej 25% całej powierzchni lądu

Kontynent, na którym nie ma wiecznej zmarzlinycałkowicie, - to jest Australia, w Afryce jej obecność jest możliwa tylko na wyżynach. Duża część dzisiejszej wiecznej zmarzliny została odziedziczona po ostatniej epoce lodowcowej i teraz powoli topi się. Zawartość lodu w zamarzniętych skałach waha się od kilku do 90%.

Gleby wiecznej zmarzliny są również obserwowane poddna oceanów i mórz, których określenie budowy geologicznej wiecznej zmarzliny i procesów kriogenicznych jest złożonym zadaniem badawczym.

Od 60% do 65% terytorium Rosji to obszary wiecznej zmarzliny. Najbardziej rozpowszechniony jest we wschodniej Syberii i Transbaikalii.

Najgłębszą granicę wiecznej zmarzliny obserwuje się w górnym biegu rzeki Vilyui w Jakucji. Rekordową głębokość występowania wiecznej zmarzliny – 1370 metrów – odnotowano w lutym 1982 roku.

Jak niebezpieczne są wirusy w wiecznej zmarzlinie

W artykule „Ponownie pojawiające się choroby zakaźnez przeszłości: histeria czy realne ryzyko?” („Wskrzeszenie chorób zakaźnych przeszłości: histeria czy realne ryzyko”) naukowcy przypomnieli epidemię wąglika, która miała miejsce w 2016 roku na Czukotce po rozmrożeniu cmentarzysk stuletniego bydła.

Według autorów pracy ożywiony drobnoustrój możebyć jeszcze bardziej niebezpiecznym dla nas, ponieważ nigdy się z nim nie kontaktowaliśmy. Jednak ludzie nie są zagrożeni zarażeniem gigantycznego wirusa wiecznej zmarzliny, twierdzą naukowcy, ponieważ atakuje on tylko ameby.

Jakie wirusy już się rozmroziły

  • Gigantyczne wirusy

W 2014 roku dwie rodziny gigantycznych wirusówznaleziono w próbkach gleby z wiecznej zmarzliny pobranych w północno-wschodniej Jakucji. Mają 30 tysięcy lat. Stworzenia te nazwano pithowirusami (Pithovirus sibericum) i molliwirusami.

Pod mikroskopem Pithovirus wygląda jak owalgrube ściany i otwór na jednym końcu. Otwór ten posiada „zatyczkę” o strukturze plastra miodu. Wirus rozmnaża się, tworząc „fabryki” replikacji w cytoplazmie gospodarza, a tylko jedna trzecia jego białek jest podobna do białek innych wirusów.

Naukowcy byli również zaskoczeni, że ogromna cząsteczka jest praktycznie pusta: w swojej strukturze Pithovirus jest 150 razy mniej gęsty niż jakikolwiek bakteriofag.

Zawartość wirusa owinięta jest w rodzaj złożonej otoczki o grubości 60 nanometrów, wyłożonej od wewnątrz lipidami. Aby przeniknąć do ameby, pithowirus naśladuje bakterię.

Kiedy jest w klatce, w swoimw błonie otwiera się dziura, błona lipidowa pęka, tworząc kanał, przez który zawartość wirusa jest wciskana do cytoplazmy ofiary. W rezultacie w amebie pojawia się coś w rodzaju fabryki replikującej kopie pełnoprawnych wirusów.

Zwykłe wirusy mają bardzo małe, zmniejszone rozmiarydo minimalnego genomu zawierającego kilkaset tysięcy par zasad. W końcu pobierają od organizmu żywiciela wszystko, czego potrzebują do życia i rozmnażania.

Genom gigantycznego wirusa jest dość duży.Na przykład Pandorawirus ma 2770 par zasad i 2556 genów kodujących białka. Co więcej, funkcje 2155 z nich są nieznane. Dla porównania zwykłe wirusy w ogóle nie mają białek.

Z tego powodu naukowcy kiedyś uważali gigantów za coś bliższego komórce. Jednak ich główna różnica jest niezaprzeczalna: nie mają rybosomów i RNA, nie syntetyzują ATP i nie mnożą się przez podział.

  • 28 nieznanych wirusów w Tybecie

Ponadto w próbkach lodu sprzed 15 tysięcy latodkrył 28 wirusów nieznanych nauce wcześniej. Naukowcy musieli opracować specjalną metodę badawczą, aby wykluczyć błędne zanieczyszczenie próbek bakteriami. 

Próbki jednego z najstarszych lodu pobrali w 2015 roku naukowcy ze Stanów Zjednoczonych i Chin. Aby to zrobić, musieli wywiercić 50 metrów lodowca w Tybecie.

Ponieważ powierzchnia próbki była zanieczyszczona bakteriamipodczas wiercenia i transportu lodu naukowcy zbadali wnętrze próbek. W tym celu umieścili je w chłodni o temperaturze -5 stopni Celsjusza i za pomocą sterylnej piły taśmowej odcięli pół centymetra zewnętrznej warstwy próbek.

Następnie pozostały lód przemyto etanolem istopił to kolejne 0,5 centymetra z każdej strony. Końcowe próbki przepłukano sterylną wodą. W ten sposób naukowcy upewnili się, że badają warstwy lodu, które nie zostały skażone innymi bakteriami i wirusami.

Jak pojawiły się wirusy milenijne

Bogate w genom olbrzymie wirusy zaskoczyły naukowcówi wywołały debatę na temat ich pochodzenia. Według jednej z hipotez wirusy nie miały wspólnego przodka, wywodziły się z pewnych form protokomórkowych, które ponad trzy miliardy lat temu konkurowały z ostatnim uniwersalnym przodkiem (LUCA), od którego powstały wszystkie żywe istoty. Te protokomórki przegrały z LUCA, ale nie zniknęły ze sceny, ale przystosowały się do pasożytowania na jego potomkach.

Gigantyczne wirusy przetrwały do ​​dziś. Naukowcy opisują coraz więcej swoich współczesnych przedstawicieli nie tylko w acanthamebas, ale także w innych protistach.

Wniosek

Istnieje zagrożenie pojawieniem się nowych wirusów w wyniku topnienia lodowców, ale nie jest to nowe: lodowce topnieją od stuleci, więc potencjalne zagrożenie istnieje od wielu lat. 

Ponadto zagrożenie stwarzają nie tylko wirusy występujące w uczciwej wiecznej zmarzlinie: naukowcy odkryli, że każdego roku istnieje 2% szans na rozpoczęcie nowej pandemii. 

Najbardziej śmiercionośną pandemią we współczesnej historii była hiszpańska grypa, która w latach 1918–1920 zabiła ponad 30 milionów ludzi.

Prawdopodobieństwo nawrotu takiej pandemii waha sięod 0,3% do 1,9% rocznie za badany okres. Z drugiej strony oznacza to, że pandemia tej wielkości powinna wystąpić w ciągu najbliższych 400 lat.

Czytać Dalej:

Od trzech lat naukowcom nie udało się złapać lisa Rambo. Zapobiega wypuszczaniu rzadkich zwierząt do lasu

Niewidzialne samoloty nie mogą się już ukrywać: Chiny tworzą radar kwantowy, aby je znaleźć

Naukowcy powiedzieli, kto jest bardziej narażony na koronawirusa w następnej fali