Επιστήμονες ανακάλυψαν ιό "ζόμπι" που βρισκόταν στον πάγο της Αρκτικής τα τελευταία 48.500 χρόνια

Ιοί, βακτήρια, χημικά από το φυτοφάρμακο DTT αλλά και ραδιενεργά απόβλητα βρίσκονται κάτω από το permafrost, το μόνιμο στρώμα πάγου που βρίσκεται στο υπέδαφος της Αρκτικής. Τι θα συμβεί εάν ξεπαγώσουν;

Οι ολοένα και πιο ζεστές θερμοκρασίες που επικρατούν στην Αρκτική οδηγούν στην απόψυξη του μόνιμου στρώματος πάγου της περιοχής (permafrost) - δηλαδή του παγωμένου στρώματος που βρίσκεται στο υπέδαφος - και δυνητικά αναδεύουν ιούς που, αφού έχουν παραμείνει αδρανείς για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία ανθρώπων και ζώων.

Μπορεί το σενάριο μιας πανδημίας που ξεσπά από μια ασθένεια που έρχεται από το μακρινό παρελθόν να ακούγεται σαν ταινία επιστημονικής φαντασίας, όμως οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι υπάρχουν κίνδυνοι, οι οποίοι αν και χαμηλοί, για την ώρα υποτιμώνται. Σύμφωνα με το CNN, χημικά και ραδιενεργά απόβλητα που χρονολογούνται από τον Ψυχρό Πόλεμο, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να βλάψουν την άγρια ζωή και να διαταράξουν τα οικοσυστήματα, μπορεί επίσης να απελευθερωθούν κατά το λιώσιμο των πάγων και την απόψυξή τους.

"Συμβαίνουν πολλά με το μόνιμο στρώμα πάγου που προκαλούν ανησυχία και αυτό δείχνει πραγματικά γιατί είναι εξαιρετικά σημαντικό να διατηρήσουμε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος του μόνιμου στρώματος πάγου παγωμένο", δήλωσε η Kimberley Miner, κλιματολόγος στο Εργαστήριο Αεριοπροώθησης της NASA στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας στην Πασαντίνα της Καλιφόρνιας.

Το permafrost καλύπτει το ένα πέμπτο του βόρειου ημισφαιρίου, έχοντας στηρίξει την αρκτική τούνδρα και το βόρειο δάσος της Αλάσκας, του Καναδά και της Ρωσίας για χιλιετίες. Χρησιμεύει ως ένα είδος χρονοκάψουλας, διατηρώντας - εκτός από τους αρχαίους ιούς - τα μουμιοποιημένα λείψανα πολλών εξαφανισμένων ζώων που οι επιστήμονες μπόρεσαν να ανασύρουν και να μελετήσουν τα τελευταία χρόνια, συμπεριλαμβανομένων δύο μικρών λιονταριών σπηλαίου και ενός μαλλιαρού ρινόκερου.

Ο λόγος για τον οποίο το μόνιμο στρώμα πάγου είναι ένα καλό μέσο αποθήκευσης δεν είναι μόνο επειδή είναι κρύο- είναι ένα περιβάλλον χωρίς οξυγόνο, στο οποίο δεν εισχωρεί το φως. Αλλά οι σημερινές θερμοκρασίες της Αρκτικής ανεβαίνουν έως και τέσσερις φορές ταχύτερα από τον υπόλοιπο πλανήτη, αποδυναμώνοντας το ανώτερο στρώμα του permafrost στην περιοχή.

Για να κατανοήσει καλύτερα τους κινδύνους που εγκυμονούν οι παγωμένοι ιοί, ο Jean-Michel Claverie, ομότιμος καθηγητής ιατρικής και γονιδιωματικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Aix-Marseille στη Μασσαλία της Γαλλίας, εξέτασε δείγματα που ελήφθησαν από το μόνιμο στρώμα πάγου της Σιβηρίας για να διαπιστώσει αν τυχόν ιικά σωματίδια που περιέχονται σε αυτά είναι ακόμη μολυσματικά. Ψάχνει για αυτό που περιγράφει ως "ιούς ζόμπι" - και βρήκε μερικούς.

Ο κυνηγός των ιών

Ο Claverie μελετά έναν συγκεκριμένο τύπο ιού που ανακάλυψε για πρώτη φορά το 2003. Γνωστοί ως γιγαντιαίοι ιοί, είναι πολύ μεγαλύτεροι από την τυπική ποικιλία και είναι ορατοί με ένα κανονικό μικροσκόπιο φωτός και όχι με ένα πιο ισχυρό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο - γεγονός που τους καθιστά ένα καλό μοντέλο για αυτού του είδους τις εργαστηριακές εργασίες.

Οι προσπάθειές του να ανιχνεύσει ιούς που έχουν παγώσει σε μόνιμο παγετό εμπνεύστηκε εν μέρει από μια ομάδα Ρώσων επιστημόνων που το 2012 αναβίωσε ένα αγριολούλουδο από έναν ιστό σπόρου ηλικίας 30.000 ετών που βρέθηκε στο λαγούμι ενός σκίουρου. Έκτοτε, οι επιστήμονες έχουν επίσης επαναφέρει με επιτυχία στη ζωή αρχαία μικροσκοπικά ζώα.

Το 2014, κατάφερε να αναβιώσει έναν ιό που απομόνωσε ο ίδιος και η ομάδα του από τον μόνιμο παγετώνα, καθιστώντας τον μολυσματικό για πρώτη φορά μετά από 30.000 χρόνια, εισάγοντας τον σε καλλιεργημένα κύτταρα. Για λόγους ασφαλείας, είχε επιλέξει να μελετήσει έναν ιό που θα μπορούσε να στοχεύσει μόνο μονοκύτταρες αμοιβάδες, όχι ζώα ή ανθρώπους.

Επανέλαβε το κατόρθωμα το 2015, απομονώνοντας έναν διαφορετικό τύπο ιού που επίσης στόχευε αμοιβάδες. Και στην πιο πρόσφατη έρευνά του, που δημοσιεύθηκε στις 18 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Viruses, ο Claverie και η ομάδα του απομόνωσαν διάφορα στελέχη αρχαίου ιού από πολλαπλά δείγματα μόνιμου πάγου που ελήφθησαν από επτά διαφορετικά μέρη της Σιβηρίας και έδειξαν ότι το καθένα από αυτά μπορούσε να μολύνει καλλιεργημένα κύτταρα αμοιβάδας.

Αυτά τα τελευταία στελέχη αντιπροσωπεύουν πέντε νέες οικογένειες ιών, επιπλέον των δύο που είχε αναβιώσει προηγουμένως. Το παλαιότερο ήταν σχεδόν 48.500 ετών, με βάση τη ραδιοχρονολόγηση του εδάφους, και προήλθε από δείγμα γης που ελήφθη από μια υπόγεια λίμνη 16 μέτρα κάτω από την επιφάνεια. Τα νεότερα δείγματα, που βρέθηκαν στο περιεχόμενο του στομάχου και στο τρίχωμα των λειψάνων ενός μαλλιαρού μαμούθ, ήταν ηλικίας 27.000 ετών.

Το γεγονός ότι οι ιοί που μολύνουν τις αμοιβάδες εξακολουθούν να είναι μολυσματικοί μετά από τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα είναι ενδεικτικό ενός δυνητικά μεγαλύτερου προβλήματος, δήλωσε ο Claverie. Φοβάται ότι οι άνθρωποι θεωρούν την έρευνά του ως επιστημονική περιέργεια και δεν αντιλαμβάνονται την προοπτική να επανέλθουν στη ζωή αρχαίοι ιοί ως σοβαρή απειλή για τη δημόσια υγεία.

"Θεωρούμε αυτούς τους ιούς που μολύνουν τις αμοιβάδες ως υποκατάστατα για όλους τους άλλους πιθανούς ιούς που μπορεί να υπάρχουν στο μόνιμο στρώμα πάγου", δήλωσε ο Claverie στο CNN.

"Βλέπουμε τα ίχνη πολλών, πολλών, πολλών άλλων ιών", πρόσθεσε. "Οπότε ξέρουμε ότι υπάρχουν. Δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι είναι ακόμη ζωντανοί. Αλλά το σκεπτικό μας είναι ότι αν οι ιοί της αμοιβάδας είναι ακόμη ζωντανοί, δεν υπάρχει κανένας λόγος να αποκλείουμε το ότι οι άλλοι ιοί δεν θα είναι ακόμη ζωντανοί και ικανοί να μολύνουν τους δικούς τους ξενιστές".

Δεν υπάρχουν προηγούμενα δεδομένα για μόλυνση ανθρώπου

Ίχνη ιών και βακτηρίων που μπορούν να μολύνουν τον άνθρωπο έχουν εντοπιστεί διατηρημένα στον μόνιμο παγετό.

Ένα δείγμα από τον πνεύμονα μιας γυναίκας που εκταφιάστηκε το 1997 από το μόνιμο στρώμα πάγου σε ένα χωριό στη χερσόνησο Seward της Αλάσκας περιείχε γονιδιωματικό υλικό από το στέλεχος της γρίπης που ευθύνεται για την πανδημία του 1918. Το 2012, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι τα 300 ετών μουμιοποιημένα λείψανα μιας γυναίκας που θάφτηκε στη Σιβηρία περιείχαν τη γενετική υπογραφή του ιού που προκαλεί την ευλογιά.

Μια απελευθέρωση άνθρακα στη Σιβηρία που επηρέασε δεκάδες ανθρώπους και περισσότερους από 2.000 ταράνδους μεταξύ Ιουλίου και Αυγούστου του 2016 συνδέθηκε επίσης με το ξεπάγωμα του permafrost κατά τη διάρκεια εξαιρετικά θερμών καλοκαιριών, επιτρέποντας σε παλαιά σπόρια του Bacillus anthracis να αναδυθούν από παλιούς τόπους ταφής ή κουφάρια ζώων.

Η Birgitta Evengård, ομότιμη καθηγήτρια του Τμήματος Κλινικής Μικροβιολογίας του Πανεπιστημίου Umea στη Σουηδία, δήλωσε ότι θα πρέπει να υπάρξει καλύτερη επιτήρηση του κινδύνου που ενέχουν οι πιθανοί παθογόνοι μικροοργανισμοί στην απόψυξη του permafrost, αλλά προειδοποίησε κατά της κινδυνολογίας.

"Πρέπει να θυμάστε ότι η ανοσολογική μας άμυνα έχει αναπτυχθεί σε στενή επαφή με το μικροβιολογικό περιβάλλον", δήλωσε η Evengård, μέλος του Σκανδιναβικού Κέντρου Αριστείας CLINF, ομάδας που ερευνά τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στον επιπολασμό των μολυσματικών ασθενειών σε ανθρώπους και ζώα σε βόρειες περιοχές.

"Εάν υπάρχει ένας ιός κρυμμένος στο μόνιμο πάγο με τον οποίο δεν έχουμε έρθει σε επαφή εδώ και χιλιάδες χρόνια, μπορεί να σημαίνει ότι η ανοσολογική μας άμυνα δεν είναι επαρκής", είπε. "Είναι σωστό να σεβόμαστε την κατάσταση και να είμαστε προληπτικοί και όχι απλώς αντιδραστικοί. Και ο τρόπος για να καταπολεμήσουμε τον φόβο είναι να έχουμε γνώση".

Πιθανότητες διάχυσης του ιού

Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πόσο καιρό αυτοί οι ιοί θα μπορούσαν να παραμείνουν μολυσματικοί όταν εκτεθούν σε σημερινές συνθήκες ή πόσο πιθανό είναι να συναντήσει ο ιός έναν κατάλληλο ξενιστή. Δεν είναι όλοι οι ιοί παθογόνοι που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες- ορισμένοι είναι καλοήθεις ή ακόμη και ωφέλιμοι για τους ξενιστές τους. Και ενώ φιλοξενεί 3,6 εκατομμύρια ανθρώπους, η Αρκτική εξακολουθεί να είναι ένα αραιοκατοικημένο μέρος, γεγονός που καθιστά τον κίνδυνο έκθεσης του ανθρώπου σε αρχαίους ιούς πολύ μικρό.

Παρόλα αυτά, "ο κίνδυνος είναι βέβαιο ότι θα αυξηθεί στο πλαίσιο της υπερθέρμανσης του πλανήτη", δήλωσε ο Claverie, "στο οποίο η απόψυξη του μόνιμου πάγου θα συνεχίσει να επιταχύνεται και περισσότεροι άνθρωποι θα κατοικήσουν την Αρκτική στον απόηχο των βιομηχανικών εγχειρημάτων".

Και ο Claverie δεν είναι ο μόνος που προειδοποιεί ότι η περιοχή θα μπορούσε να γίνει πρόσφορο έδαφος για ένα spillover event - όταν δηλαδή ένας ιός μεταπηδά σε έναν νέο ξενιστή και αρχίζει να εξαπλώνεται.

Πέρυσι, μια ομάδα επιστημόνων δημοσίευσε έρευνα σε δείγματα εδάφους και λιμναίου ιζήματος που ελήφθησαν από τη λίμνη Hazen, μια λίμνη γλυκού νερού στον Καναδά που βρίσκεται εντός του αρκτικού κύκλου. Αλληλούχισαν το γενετικό υλικό στο ίζημα για να εντοπίσουν το αποτύπωμα των ιών και τα γονιδιώματα των πιθανών ξενιστών - φυτών και ζώων - στην περιοχή.

Χρησιμοποιώντας μια ανάλυση σε υπολογιστικό μοντέλο, υπέδειξαν ότι ο κίνδυνος μετάδοσης των ιών σε νέους ξενιστές ήταν υψηλότερος σε τοποθεσίες που βρίσκονταν κοντά σε σημεία όπου μεγάλες ποσότητες νερού από τους παγετώνες που έρεαν στη λίμνη - ένα σενάριο που γίνεται πιο πιθανό καθώς το κλίμα θερμαίνεται.

Οι άγνωστες συνέπειες

Ο εντοπισμός των ιών και άλλων κινδύνων που περιέχονται στο permafrost που ολοένα και θερμαίνεται είναι το πρώτο βήμα για την κατανόηση του κινδύνου που ενέχουν για την Αρκτική, δήλωσε ο Miner από το Jet Propulsion Laboratory της NASA. Άλλες προκλήσεις περιλαμβάνουν την ποσοτικοποίηση του πού, πότε, πόσο γρήγορα και πόσο βαθιά θα αποψυχθεί το μόνιμο στρώμα πάγου.

Η απόψυξη μπορεί να είναι μια σταδιακή διαδικασία μόλις κάποιων εκατοστών ανά δεκαετία, αλλά συμβαίνει και πιο γρήγορα, όπως στην περίπτωση μαζικών κατολισθήσεων που μπορούν ξαφνικά να αποκαλύψουν βαθιά και αρχαία στρώματα του permafrost. Η διαδικασία αυτή απελευθερώνει επίσης μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα - έναν παράγοντα της κλιματικής αλλαγής που έχει υποτιμηθεί.

Ο Miner κατέγραψε μια σειρά από πιθανούς κινδύνους που είναι σήμερα "παγωμένοι" στο μόνιμο στρώμα πάγου της Αρκτικής σε μια εργασία του 2021 που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Climate Change.

Αυτοί οι πιθανοί κίνδυνοι περιλάμβαναν θαμμένα απόβλητα από την εξόρυξη βαρέων μετάλλων και χημικών ουσιών όπως το φυτοφάρμακο DDT, το οποίο απαγορεύτηκε στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Ραδιενεργά υλικά έχουν επίσης απορριφθεί στην Αρκτική - από τη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες - από την έλευση των πυρηνικών δοκιμών τη δεκαετία του 1950.

"Η απότομη απόψυξη εκθέτει γρήγορα τους παλαιούς ορίζοντες του permafrost, απελευθερώνοντας ενώσεις και μικροοργανισμούς που έχουν δεσμευτεί σε βαθύτερα στρώματα", σημειώνουν ο Miner και άλλοι ερευνητές στο έγγραφο του 2021.

Στο ερευνητικό έγγραφο, ο Miner χαρακτήρισε την άμεση μόλυνση του ανθρώπου με αρχαίους παθογόνους μικροοργανισμούς που απελευθερώνονται από το μόνιμο πάγο ως "προς το παρόν απίθανη".

Ωστόσο, η Miner δήλωσε ότι ανησυχεί για αυτό που ονόμασε "μικροοργανισμούς του Μαθουσάλα" (που πήρε το όνομά του από τη βιβλική μορφή με τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής). Πρόκειται για οργανισμούς που θα μπορούσαν να μεταφέρουν τη δυναμική αρχαίων και εξαφανισμένων οικοσυστημάτων στη σημερινή Αρκτική, με άγνωστες συνέπειες.

Η επανεμφάνιση των αρχαίων μικροοργανισμών έχει τη δυνατότητα να αλλάξει τη σύνθεση του εδάφους και την ανάπτυξη της βλάστησης, επιταχύνοντας ενδεχομένως περαιτέρω τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, δήλωσε ο Miner.

"Είμαστε πραγματικά ασαφείς ως προς το πώς αυτά τα μικρόβια πρόκειται να αλληλεπιδράσουν με το σύγχρονο περιβάλλον", είπε. "Δεν είναι πραγματικά ένα πείραμα που νομίζω ότι κάποιος από εμάς θέλει να κάνει".

Ο καλύτερος τρόπος δράσης, δήλωσε ο Miner, είναι να προσπαθήσουμε να σταματήσουμε την απόψυξη και την ευρύτερη κλιματική κρίση και να κρατήσουμε αυτούς τους κινδύνους θαμμένους στο μόνιμο στρώμα πάγου για πάντα.

Πηγή: CNN