Znanstveniki oživili virus, ki je 48.500 let preživel zamrznjen v permafrostu

"Veliko se dogaja s permafrostom, kar je zaskrbljujoče, in to resnično kaže, zakaj je zelo pomembno, da ga čim več ohranimo zamrznjenega," je dejala Kimberley Miner, podnebna znanstvenica s kalifornijskega raziskovalnega inštituta v Pasadeni.

Permafrost pokriva petino severne poloble in že tisočletja podpira arktično tundro in borealne gozdove Aljaske, Kanade in Rusije. Služi kot nekakšna časovna kapsula, ki poleg starodavnih virusov ohranja mumificirane ostanke številnih izumrlih živali, ki so jih znanstveniki lahko odkrili in preučevali v zadnjih letih, vključno z dvema jamskima levjima mladičkoma in volnatim nosorogom.

Razlog, zakaj je permafrost dober medij za shranjevanje, ni samo zato, ker je hladen; to je okolje brez kisika, v katerega svetloba ne prodre. Toda današnje temperature na Arktiki se segrevajo do štirikrat hitreje kot preostali del planeta, kar slabi zgornjo plast permafrosta v regiji. 

Da bi bolje razumel tveganja, ki jih predstavljajo zamrznjeni virusi, je Jean-Michel Claverie, zaslužni profesor medicine in genomike na Medicinski fakulteti Univerze Aix-Marseille v Franciji, testiral vzorce zemlje, vzete iz sibirskega permafrosta. Želel je namreč ugotoviti, ali so kakšni virusni delci še vedno nalezljivi. Išče namreč tisto, kar opisuje kot "zombi virusi" – in nekaj jih je našel.

Lovec na viruse

Claverie preučuje posebno vrsto virusa, ki ga je prvič odkril leta 2003. Znani kot velikanski virusi so veliko večji od tipične sorte in vidni pod običajnim svetlobnim mikroskopom – zaradi česar so dober model za tovrstno laboratorijsko delo. Leta 2014 mu je uspelo oživiti virus, ki ga je s svojo ekipo izoliral iz permafrosta, tako da je prvič po 30.000 letih postal kužen, in sicer tako, da ga je vstavil v gojene celice. Zaradi varnosti se je odločil preučevati virus, ki lahko cilja samo na enocelične amebe, ne pa na živali ali ljudi.

Podvig je ponovil leta 2015, ko je izoliral drugo vrsto virusa, ki je prav tako ciljal na amebe. V najnovejši raziskavi, objavljeni 18. februarja v reviji Viruses, so Claverie in njegova ekipa iz več vzorcev permafrosta, vzetih iz sedmih različnih krajev po vsej Sibiriji, izolirali več sevov starodavnega virusa in pokazali, da lahko vsak okuži gojene celice amebe. Ti najnovejši sevi predstavljajo pet novih družin virusov, poleg dveh, ki jih je oživil prej. Na podlagi radiokarbonskega datiranja tal je najstarejši star skoraj 48.500 let in izvira iz vzorca zemlje, vzetega iz podzemnega jezera 16 metrov pod površjem. Najmlajši vzorci, najdeni v želodčni vsebini in ovoju ostankov volnatega mamuta, so bili stari 27.000 let.

Da so virusi, ki okužijo amebe, po tako dolgem času še vedno nalezljivi, kaže na potencialno večji problem, je dejal Claverie. Boji se, da ljudje njegove raziskave obravnavajo kot znanstveno radovednost, možnosti, da bodo starodavni virusi oživeli, pa ne dojemajo kot resno grožnjo javnemu zdravju. "Na te viruse, ki okužijo amebe, gledamo kot na nadomestke za vse druge možne viruse, ki bi lahko bili v permafrostu," je povedal. "Vidimo sledi mnogih, mnogih, mnogih drugih virusov. Torej vemo, da so tam. Ne vemo zagotovo, ali so še živi. Toda sklepamo lahko, da če so virusi amebe še vedno živi, ni razloga, zakaj drugi virusi ne bi bili še vedno živi in sposobni okužiti lastnih gostiteljev."

Možnosti širjenja virusa

Seveda v resničnem svetu znanstveniki ne vedo, kako dolgo bi lahko ti virusi ostali kužni, ko bi bili izpostavljeni današnjim razmeram, ali kolikšna je verjetnost, da bi virus naletel na primernega gostitelja. Niso vsi virusi patogeni, ki lahko povzročijo bolezen; nekateri so benigni ali celo koristni za svoje gostitelje. 

In čeprav je dom 3,6 milijona ljudi, je Arktika še vedno redko poseljen kraj, zaradi česar je tveganje za izpostavljenost starodavnim virusom za ljudi zelo nizko. Kljub temu se bo "tveganje povečalo v kontekstu globalnega segrevanja," je dejal Claverie, "v katerem se bo taljenje permafrosta še naprej pospeševalo in bo zaradi industrijskih podvigov več ljudi naselilo Arktiko."

Prepoznavanje virusov in drugih nevarnosti, ki jih vsebuje segrevajoči se permafrost, je prvi korak k razumevanju, kakšno tveganje predstavljajo za Arktiko, pa je dejala Minerjeva. Drugi izzivi so merjenja, kje, kdaj, kako hitro in kako globoko se bo permafrost odmrznil. Taljenje je lahko postopen proces, ki traja le nekaj centimetrov na desetletje, vendar se zgodi tudi hitreje, kot na primer v primeru velikih plazov, ki lahko nenadoma razkrijejo globoke in starodavne plasti permafrosta. Proces  v ozračje sprošča tudi metan in ogljikov dioksid – spregledan in podcenjen dejavnik podnebnih sprememb.

Vendar pa je Minerjeva dejala, da je zaskrbljena zaradi tega, kar je poimenovala "mikroorganizmi Metuzalem" (po biblijski osebnosti z najdaljšo življenjsko dobo). To so organizmi, ki bi lahko prinesli dinamiko starodavnih in izumrlih ekosistemov v današnjo Arktiko z neznanimi posledicami. Ponovni pojav starodavnih mikroorganizmov lahko spremeni sestavo tal in vegetativno rast, kar lahko dodatno pospeši učinke podnebnih sprememb, je dejala. "Resnično nam ni jasno, kako bodo ti mikrobi vplivali na sodobno okolje," je pojasnila. "Mislim, da to ni eksperiment, za katerega mislim, da bi ga kdo od nas želel izvesti." Najboljše ukrepanje je poskusiti ustaviti otoplitev in širšo podnebno krizo ter te nevarnosti za vedno ohraniti zakopane v permafrostu, je še dodala Minerjeva.