Až štvrtinu kontinentálnej časti severnej pologule Zeme pokrýva permafrost. Berie
Okrem aktívnej emisie pôda obsahujemikróby a vírusy, ktoré od praveku prichádzali v „polomŕtvom“, spiacom stave. Medzinárodná skupina výskumníkov z Ruska, Francúzska a Nemecka sa rozhodla otestovať, či sú „rozmrazené“ vírusy schopné obnoviť aktivitu a infikovať moderné organizmy.
Prečo je potrebný experiment?
Otepľovanie klímy je badateľné najmä v Arktíde.Teplota v tomto regióne stúpa podľa rôznych odhadov dvakrát alebo dokonca štyrikrát rýchlejšie, ako je celosvetový priemer. Vedci zaznamenávajú topenie permafrostu v stále väčších hĺbkach. V dôsledku toho sa staré organické vrstvy, ktoré zamrzli pred desiatkami tisíc rokov, zahrievajú a rozmrazujú. V budúcnosti môže tento proces ovplyvniť permafrost, ktorý vznikol pred niekoľkými miliónmi rokov.
Topenie permafrostu je spojené nielen srozklad starej organickej hmoty, ktorý vedie k emisiám oxidu uhličitého a metánu do atmosféry, čím sa ešte viac zvyšuje efekt otepľovania. Zároveň zaznamenáva obnovu jednotlivých prastarých mikroorganizmov, ktoré spôsobujú infekciu zvierat.
Napríklad v roku 2016 na polostrove Yamalvýskumníci zdokumentovali masívne prepuknutie antraxu medzi sobmi. Potom bolo infikovaných viac ako 2,5 tisíc zvierat, z ktorých takmer každé deviate zomrelo. V dôsledku kontaktu s chorými jeleňmi sa nakazilo aj 36 ľudí, z ktorých jeden uhynul. Štúdia ukázala, že infekciu spôsobili kmene baktérie Bacillus anthracis zo starovekého pohrebiska dobytka. Patogény sa aktivovali v dôsledku abnormálnych teplôt, čo viedlo k topeniu pôdy vo väčšej hĺbke, ako je obvyklé.
Staroveké vrstvy staré viac ako milión rokovrokov môže obsahovať úplne neznáme patogény. Napriek tomu, že mnohé štúdie boli venované možnosti „oživenia“ baktérií z permafrostu, možnosť vzniku „zombie vírusov“ a jeho dôsledky stále nie sú dostatočne pochopené, tvrdia vedci.
Ako sa vírusy vzkriesia?
Vedci izolovali z 13 rôznych vírusovsedem vzoriek permafrostu zo Sibíri, jedna z Kamčatky a jedna z bahnitého brehu rieky Lena v Jakutsku. Genóm patogénov sa líšil od známych moderných analógov, ale všetky patrili do piatich rôznych rodov, ktoré infikujú jednobunkové mikroorganizmy z rodu Acanthamoeba (Acanthamoeba). Boli medzi nimi: pandoravírus, cedratvírus, megavírus a pacmanvírus, ako aj nový kmeň pitovírusu.
Vek najstaršieho nájdeného vírusuvýskumníci odhadli na 48,5 tisíc rokov, deväť z nich strávilo najmenej 10 tisíc rokov v zmrazenom stave. Zároveň boli vzorky získané nielen z pôdy: tri z nich sa zachovali vo vlne mamuta zamrznutého pred viac ako 27 000 rokmi a ešte jedna v črevách toho istého starého sibírskeho vlka.
Vzorky rôznych vírusov nájdených v permafroste pod mikroskopom. Obrázky: Jean-Marie Alempic a kol., Vírusy
Všetky nájdené vírusy sú veľké vírusy.Nie je náhoda, že sa výskumníci špeciálne zamerali na štúdium druhov, ktoré sú viditeľné pod bežným svetelným mikroskopom a nevyžadujú si sofistikovanejšie prístroje. To robí z takýchto patogénov dobrý model, ktorý sa dá ľahko študovať v laboratóriu, poznamenávajú autori vo svojom článku.
V uzavretom laboratóriu vedci rozmrazilistaroveké patogény a sekvenovali ich genómy. Vedci potom infikovali bunky améby týmito vírusmi. Keďže nájdené druhy sa rozmnožujú hlavne vo vnútri Acanthamoeba, ich aktivácia predstavovala minimálne riziko prenosu na laboratórnych technikov. „Tie, ktoré sme oživili, nepredstavujú žiadne nebezpečenstvo, infikujú iba améby,“ povedal pre Live Science Jean-Michel Claverie, mikrobiológ z University of Aix-Marseille vo Francúzsku a spoluautor novej štúdie.
Čo ukázala štúdia?
Analýza ukázala, že po rozmrazení vírusyzachovala schopnosť infikovať améby. Úspešne prenikli do buniek mikroorganizmov, pričom infekcia iniciovala aktívnu replikáciu vírusového genómu a tvorbu nových častíc, ktoré sa uvoľnili a infikovali ďalšie mikroorganizmy.
Štúdia potvrdzuje schopnosť veľkýchDNA vírusy, ktoré infikujú améby, zostávajú infekčné aj po viac ako 48 000 rokoch strávených v hlbokom permafroste. Pre tri z piatich skúmaných rodov ide o prvý príklad reaktivácie po zmrazení.
Pozeráme sa na tieto vírusy, ktoré infikujú amébu,ako náhrada za každý ďalší možný vírus, ktorý by sa mohol skrývať v permafroste. Vidíme stopy mnohých, mnohých, mnohých iných vírusov. Vieme, že sú tam. Nevieme s istotou, či ešte žijú. Ale predpokladáme, že ak sú amébové vírusy stále nažive, potom neexistuje dôvod, prečo by iné vírusy boli mŕtve a nemohli infikovať svojich hostiteľov.
Jean-Michel Claverie, spoluautor štúdie v rozhovore pre CNN
Vedci poznamenávajú, že okrem oživenýchVírusov, ktoré infikujú améby, sa vo vzorkách z večnosti našli stopy mnohých iných druhov, vrátane niektorých spojených so známymi ľudskými patogénmi, ako sú poxvírusy (poxvírusy) a herpesvírusy. Kvôli vysokému potenciálu patogenity a riziku šírenia medzi ľuďmi biológovia nekontrolovali, či si tieto vírusy zachovali schopnosť infikovať iné organizmy.
Mnohé z vírusov, ktoré budú uvoľnenéako sa ľad topí, bude úplne neznámy. Zatiaľ nie je známe, či budú nákazlivé a ako budú vystavené svetlu, teplu a kyslíku z prostredia. Výsledky experimentu však naznačujú, že aspoň časť z nich sa môže preniesť na človeka, zatiaľ čo ľudia nemusia mať voči takýmto patogénom imunitu.
Vzhľadom na nevyhnutnosť globálneho otepľovaniavedci vyzývajú na opatrnosť pri ťažbe v oblastiach permafrostu a tiež upozorňujú na potrebu ďalšieho výskumu, aby sa minimalizovalo riziko epidémie spôsobenej neznámymi vírusmi.
Čítaj viac:
Vrtuľník NASA ukázal západ slnka na Marse. Nevyzerá ako zem.
Vedci sa domnievajú, že tvar vesmíru nie je taký, ako si každý myslí
Našiel sa poklad, ktorý bol ukrytý počas vojny pred takmer 1000 rokmi