До чверті материкової частини північної півкулі Землі покрито вічною мерзлотою. Вона займає
Крім активної емісії всередині ґрунту містятьсямікроби та віруси, які з доісторичних часів прибували у «напівмертвому», сплячому стані. Міжнародна група дослідників із Росії, Франції та Німеччини вирішила перевірити, чи здатні «розморожені» віруси відновлювати активність та заражати сучасні організми.
Навіщо потрібний експеримент?
Потепління клімату особливо помітне в Арктиці.Температура у цьому регіоні зростає, за різними оцінками, у два чи навіть у чотири рази швидше, ніж середня глобальна. Дослідники фіксують танення вічної мерзлоти на більших глибинах. Як наслідок, нагріваються і розморожують древні органічні шари, які стали десятки тисячоліть тому. У перспективі цей процес може торкнутися вічної мерзлоти, що сформувалася кілька мільйонів років тому.
Танення вічної мерзлоти пов'язане не тільки зрозкладанням стародавньої органіки, що призводить до викидів в атмосферу вуглекислого газу та метану, які ще більше підсилюють ефект потепління. Одночасно фіксує відновлення окремих стародавніх мікроорганізмів, що викликають зараження тварин.
Наприклад, у 2016 році на півострові Ямалдослідники зафіксували масовий спалах сибірки серед північних оленів. Тоді було інфіковано понад 2,5 тис. тварин, у тому числі майже кожне дев'яте загинуло. Внаслідок контакту з хворими оленями також заразилися 36 людей, одна з яких померла. Дослідження показало, що інфекцію викликали штами бактерії Bacillus anthracis із давнього скотомогильника. Патогени активізувалися через аномальну температуру, яка призвела до танення ґрунту на більшій ніж зазвичай глибині.
Стародавні верстви, вік яких перевищує мільйонроків можуть містити зовсім невідомі патогени. При цьому хоча численні дослідження були присвячені можливості «оживлення» бактерій із вічної мерзлоти, досі залишається маловивченою можливість появи «вірусів-зомбі» та її наслідки, зазначають вчені.
Як «оживили» віруси?
Дослідники виділили 13 різних вірусів зсеми зразків вічної мерзлоти, здобутих у Сибіру, одного, отриманого на Камчатці, і одного з мулистого берега річки Олена в Якутії. Геном патогенів відрізнявся від відомих сучасних аналогів, але всі вони належали до п'яти різних пологів, що заражали одноклітинні мікроорганізми з роду акантамеб (Acanthamoeba). Серед них були: пандоравірус, цедратвірус, мегавірус та пакманвірус, а також новий штам пітовіруса.
Вік найстарішого зі знайдених вірусівдослідники оцінили у 48,5 тис. років, дев'ять із них провели у замороженому стані не менше 10 тис. років. При цьому зразки були отримані не тільки з ґрунту: три з них збереглися в шерсті мамонта, замороженого понад 27 тис. років тому, а ще один — у кишечнику такого ж давнього сибірського вовка.
Зразки різних вірусів, знайдених у вічній мерзлоті, під мікроскопом. Зображення: Jean-Marie Alempic et al., Viruses
Усі знайдені віруси належать до великих вірусів.Це не випадково, дослідники спеціально зосередилися на вивченні видів, які видно під звичайним світловим мікроскопом і не вимагають складніших приладів. Це робить такі патогени гарною моделлю, яку легко вивчати у лабораторних умовах, зазначають автори у своїй статті.
У замкненій лабораторії вчені розморозилидревні патогени та секвенували їх геноми. Потім дослідники заразили цими вірусами клітини амеби. Оскільки знайдені види розмножуються переважно всередині акантамеб, їх активація становила мінімальну небезпеку передачі лаборантам. "Ті, кого ми оживили, не становлять жодної небезпеки, вони заражають тільки амеб", - сказав в інтерв'ю Live Science Жан-Мішель Клавері, мікробіолог з Екс-Марсельського університету у Франції та співавтор нового дослідження.
Що засвідчило дослідження?
Аналіз показав, що після розморожування вірусизберегли можливість інфікувати амеби. Вони успішно проникали всередину клітин мікроорганізмів, при цьому інфікування ініціювало активну реплікацію вірусного геному та утворення нових частинок, які вивільнялися та заражали інші мікроорганізми.
Дослідження підтверджує здатність великихДНК-вірусів, що заражають амеб, залишатимуться інфекційними після більш ніж 48 тис. років, проведених у глибокій вічній мерзлоті. Для трьох з п'яти вивчених пологів це перший приклад реактивації після заморозки.
Ми розглядаємо ці віруси, що заражають амеби,як сурогати всіх інших можливих вірусів, які можуть ховатися у вічній мерзлоті. Ми бачимо сліди багатьох, багатьох інших вірусів. Ми знаємо, що вони там є. Напевно, ми не знаємо, чи живі вони. Але ми виходимо з того, що якщо віруси амеби все ще живі, то немає жодних причин, через які інші віруси будуть мертві і не здатні заражати своїх носіїв.
Жан-Мішель Клавері, співавтор дослідження в інтерв'ю CNN
Дослідники зазначають, що окрім відродженихвірусів, що інфікують амеб, у пробах з вічної знайдені сліди безлічі інших видів, у тому числі деяких, пов'язаних з відомими патогенами людини, такими як поксвіруси (віруси віспи) та герпесвіруси. Через високу потенційну патогенність та ризик поширення серед людей біологи не стали перевіряти, чи зберегли ці віруси здатність заражати інші організми.
Багато вірусів, які будуть звільнені замірою танення льоду будуть абсолютно невідомі. Поки невідомо, чи будуть вони заразними і наскільки, коли зазнають впливу світла, тепла та кисню зовнішнього середовища. Але результати експерименту припускають, що принаймні деякі з них зможуть передатися людині, при цьому у людей може бути імунітет до таких патогенів.
З огляду на невідворотність глобального потепліннявчені закликають до обережності під час проведення гірничодобувних робіт у районах вічної мерзлоти, а також наголошують на необхідності подальших досліджень, щоб мінімізувати ризик епідемії, спричиненої невідомими вірусами.
Читати далі:
Вертоліт НАСА показав захід сонця на Марсі. Він не схожий на земний
Вчені вважають, що форма Всесвіту не така, як усі думають
Знайдено скарб, який заховали під час війни майже 1000 років тому