v ledu jsou skryty nemoci a probouzejí se
v celé historii lidé existovali vedle sebe s bakteriemi a viry. Od dýmějového moru po neštovice jsme se vyvinuli, abychom jim odolali, a v reakci na to vyvinuli nové způsoby, jak nás infikovat.
měli jsme antibiotika téměř století, od doby, kdy Alexander Fleming objevil penicilin. V reakci na to bakterie reagovaly vývojem rezistence na antibiotika., Bitva je nekonečná: protože trávíme tolik času s patogeny, jsme někdy vyvinout druh přírodní pat.
co by se však stalo, kdybychom byli náhle vystaveni smrtelným bakteriím a virům, které chyběly po tisíce let, nebo které jsme nikdy předtím nepotkali?
možná se to chystáme zjistit. Změna klimatu je tání permafrostu, které byly zmrazeny po tisíce let, a jak půdách taveniny jsou uvolnění starověké viry a bakterie, které, když ležel spící, pružení zpět k životu.,
v srpnu 2016 v odlehlém koutě sibiřské tundry zvaném poloostrov Yamal v arktickém kruhu zemřel 12letý chlapec a nejméně dvacet lidí bylo hospitalizováno po infekci antraxem.
teorie je taková, že před více než 75 lety zemřel sob infikovaný antraxem a jeho zmrzlá jatečně upravená těla byla uvězněna pod vrstvou zmrzlé půdy, známé jako permafrost. Tam zůstal až do vlny veder v létě 2016, kdy se permafrost rozmrazil.
to odhalilo mrtvolu sobů a uvolnilo infekční antrax do blízké vody a půdy a poté do dodávky potravin., Nakazilo se více než 2000 sobů pasoucích se poblíž, což pak vedlo k malému počtu lidských případů.
strach je, že to nebude ojedinělý případ.
Jak se země zahřeje, více permafrostu se roztaví. Za normálních okolností, povrchové permafrost vrstvy asi 50cm hluboké taveniny každé léto. Nyní však globální oteplování postupně odhaluje starší permafrostové vrstvy.
zmrazená permafrostová půda je ideálním místem pro to, aby bakterie zůstaly naživu po velmi dlouhou dobu, možná až milion let., To znamená, že tající led by mohl potenciálně otevřít Pandořinu skříňku nemocí.
teplota v polárním kruhu roste rychle, asi třikrát rychleji než ve zbytku světa. Jak se led a permafrost roztaví, mohou být uvolněny další infekční agens.
“ Permafrost je velmi dobrým ochráncem mikrobů a virů, protože je zima, není kyslík a je tma,“ říká evoluční biolog Jean-Michel Claverie na univerzitě Aix-Marseille ve Francii., „Patogenní viry, které mohou infikovat lidi nebo zvířata, mohou být zachovány ve starých permafrostových vrstvách, včetně těch, které v minulosti způsobily globální epidemie.“
jen na počátku 20. století zemřelo na antrax více než milion sobů. Není snadné kopat hluboké hroby, takže většina těchto jatečně upravených těl je pohřbena blízko povrchu, rozptýlených mezi 7 000 pohřebišti v severním Rusku.
velký strach je však to, co ještě číhá pod zmrzlou půdou.,
lidé a zvířata byli po staletí pohřbeni v permafrostu, takže je možné, že by mohly být uvolněny další infekční agens. Například vědci objevili fragmenty RNA z 1918 španělského viru chřipky v mrtvolách pohřbených v hromadných hrobech v tundře Aljašky. Neštovice a dýmějový mor jsou také pravděpodobně pohřbeny na Sibiři.,
V roce 2011 studii, Boris Revich a Marina Podolnaya napsal: „v důsledku tání permafrostu, přenašeči smrtících infekcí, 18. a 19. Století se může vrátit, zejména v blízkosti hřbitovů, kde oběti těchto infekcí byly pohřbeny.“
vědci z NASA úspěšně oživil bakterie, které byly uzavřeny v zamrzlém rybníku na Aljašce pro 32 000 let,
například, v roce 1890 zde byla velká epidemie neštovic na Sibiři. Jedno město ztratilo až 40% své populace., Jejich těla byla pohřbena pod horní vrstvou permafrostu na březích řeky Kolyma. O 120 let později, Kolyma povodně začaly erodovat banky, a tavení permafrostu urychlila tento proces eroze.
Do projektu, který začal v roce 1990, vědci ze Státní vědecké Centrum Virologie a Biotechnologie v Novosibirsku testovali pozůstatky z doby Kamenné, která byla nalezena v jižní Sibiři, v regionu Gorny Altaj., Testovali také vzorky z mrtvol mužů, kteří zemřeli během virových epidemií v 19.století a byli pohřbeni v ruském permafrostu.
vědci tvrdí, že našli těla s vředy charakteristickými pro značky zanechané neštovicemi. I když nenalezli samotný virus neštovic, zjistili fragmenty jeho DNA.
rozhodně to není poprvé, kdy se bakterie zmrazené v ledu vrátily k životu.
ve studii z roku 2005 vědci NASA úspěšně oživili bakterie, které byly uzavřeny ve zmrazeném rybníku na Aljašce po dobu 32 000 let., Mikroby, tzv. Carnobacterium pleistocenium, byly zmrazené od Pleistocénu, kdy mamuti stále po Zemi. Jakmile se led roztál, začali plavat kolem, zdánlivě nedotčený.
Poté, co byli oživil, viry, rychle se stal infekční
o Dva roky později, vědci se podařilo oživit až 8 milionů let staré bakterie, které ležely ladem v ledu, pod povrchem ledovce v Majáku a Mullins údolí Antarktidy., Ve stejné studii byly bakterie také oživeny z ledu, který byl starý více než 100 000 let.
ne všechny bakterie se však mohou vrátit k životu poté, co byly zmrazeny v permafrostu. Bakterie antraxu to mohou udělat, protože tvoří spory, které jsou extrémně odolné a mohou přežít zmrazené déle než století.
Další bakterie, které mohou tvořit spóry, a tak mohl přežít v permafrostu, patří tetanus, Clostridium botulinum, patogen zodpovědný za botulismus: vzácné onemocnění, které může způsobit ochrnutí a dokonce i fatální následky. Některé houby mohou také přežít v permafrostu po dlouhou dobu.,
některé viry mohou také přežít po dlouhou dobu.
ve studii z roku 2014 tým vedený Claveriem oživil dva viry, které byly uvězněny v sibiřském permafrostu po dobu 30 000 let. Známý jako Pithovirus sibericum a Mollivirus sibericum, oba jsou „obří viry“, protože na rozdíl od většiny virů jsou tak velké, že mohou být vidět pod pravidelným mikroskopem. Byly objeveny 100 stop pod zemí v pobřežní tundře.
jakmile byly oživeny, viry se rychle staly infekčními. Naštěstí pro nás tyto konkrétní viry infikují pouze jednobuněčné améby., Přesto studie naznačuje, že jiné viry, které by skutečně mohly infikovat lidi, by mohly být oživeny stejným způsobem.
obří viry mají tendenci být velmi těžké a téměř nemožné zlomit otevřené,
Co“s více, globální oteplování nemusí přímo tát permafrost představovat hrozbu. Protože arktický mořský led taje, severní břeh Sibiře se stal snadněji dostupným po moři. Výsledkem je, že průmyslové využití, včetně těžby zlata a minerálů a vrtání ropy a zemního plynu, se nyní stává ziskovým.,
“ v současné době jsou tyto oblasti opuštěné a hluboké permafrostové vrstvy zůstávají samy,“ říká Claverie. „Tyto staré vrstvy by však mohly být vystaveny kopáním zapojeným do těžebních a vrtných operací. Pokud jsou životaschopné viriony stále tam, mohlo by to znamenat katastrofu.“
obří viry mohou být nejpravděpodobnějšími viníky takového virového ohniska.
“ většina virů je rychle inaktivována mimo hostitelské buňky v důsledku světla, vysychání nebo spontánní biochemické degradace,“ říká Claverie., „Například, pokud je jejich DNA poškozena mimo možnou opravu, viriony již nebudou infekční. Mezi známými viry však obří viry bývají velmi tvrdé a téměř nemožné se otevřít.“
Claverie říká, že by se mohly objevit viry od prvních lidí, kteří osídlili Arktidu. Dokonce bychom mohli vidět viry z dlouho-zaniklé hominin druhů jako Neandrtálci a Denisovany, z nichž oba se usadili na Sibiři a byla protkána různých virových onemocnění. V Rusku byly spatřeny pozůstatky neandrtálců před 30-40 000 lety., Lidské populace tam žily, onemocněly a zemřely tisíce let.
vědci z NASA zjistili, 10-50,000-rok-starý mikroby uvnitř krystalů v Mexickém moje
„možnost, že bychom mohli chytit virus z dávno vyhynulých Neandrtálců naznačuje, že myšlenka, že virus by mohl být „vymýtit“ z planety, je špatné, a dává nám falešný pocit bezpečí,“říká Claverie. „To je důvod, proč by měly být zásoby vakcíny uchovávány, jen pro případ.,“
Od roku 2014, Claverie byl analýzou DNA obsahu vrstvy permafrostu, hledání genetického podpisu viry a bakterie, které by mohly infikovat člověka. Našel důkazy o mnoha bakteriích, které jsou pro člověka pravděpodobně nebezpečné. Bakterie mají DNA, která kóduje faktory virulence: molekuly, které produkují patogenní bakterie a viry, které zvyšují jejich schopnost infikovat hostitele.
tým Claverie také našel několik sekvencí DNA, které se zdají pocházet z virů, včetně herpesu. Dosud však nenašli žádnou stopu neštovic., Ze zřejmých důvodů se nepokusili oživit žádný z patogenů.
nyní se zdá, že patogeny odříznuté od lidí se objeví i z jiných míst, nejen z ledu nebo permafrostu.
v únoru 2017 vědci NASA oznámili,že v Mexickém dole našli 10-50 000 let staré mikroby uvnitř krystalů.
bakterie se nějak stala rezistentní na 18 druhů antibiotik,
bakterie se nachází v Jeskyni Krystalů, který je součástí dolu Naica v severním Mexiku., Jeskyně obsahuje mnoho mléčně bílých krystalů minerálního selenitu, který se tvořil po stovky tisíc let.
bakterie uvězněni uvnitř malé, tekutiny kapsy krystalů, ale jakmile byly odstraněny, že oživil a začal množí. Mikroby jsou geneticky jedinečné a mohou být i novými druhy, ale vědci zatím nezveřejňují svou práci.
ještě starší bakterie byly nalezeny v jeskyni Lechuguilla v Novém Mexiku, 1000 ft pod zemí. Tyto mikroby neviděly povrch více než 4 miliony let.,
jeskyně nikdy nevidí sluneční světlo a je tak izolovaná, že trvá asi 10 000 let, než se voda z povrchu dostane do jeskyně.
Antibiotické rezistence byl po miliony nebo dokonce miliardy let,
i Přes to, že bakterie mají nějak rezistentní k 18 druhů antibiotik, včetně léků, které jsou považovány za „poslední možnost“ pro boj s infekcí. Ve studii zveřejněné v prosinci 2016 vědci zjistili, že bakterie, známé jako Paenibacillus sp., LC231, byl odolný vůči 70% antibiotik a byl schopen zcela inaktivovat mnoho z nich.
vzhledem k tomu, že bakterie zůstaly v jeskyni zcela izolovány po dobu čtyř milionů let, nepřicházely do styku s lidmi ani s antibiotiky používanými k léčbě lidských infekcí. To znamená, že jeho antibiotická rezistence musela vzniknout jiným způsobem.
zúčastnění vědci se domnívají, že bakterie, které nepoškozují člověka, jsou jednou z mnoha, které přirozeně vyvinuly rezistenci vůči antibiotikům., To naznačuje, že rezistence na antibiotika existuje již miliony nebo dokonce miliardy let.
je zřejmé, že taková starodávná antibiotická rezistence se na klinice nemůže vyvinout v důsledku použití antibiotik.
důvodem je to, že mnoho druhů hub a dokonce i jiných bakterií přirozeně produkuje antibiotika, aby získala konkurenční výhodu oproti jiným mikrobům. Tak Fleming poprvé objevil penicilin: bakterie v Petriho misce zemřely poté, co se jedna kontaminovala plísní vylučující antibiotika.,
Jak se Země otepluje severní země budou více náchylné k vypuknutí „jižní“ onemocnění, jako je malárie,
V jeskyních, kde je málo potravin, organismy musí být nemilosrdný, pokud chtějí přežít. Bakterie jako Paenibacillus možná musely vyvinout rezistenci na antibiotika, aby nedošlo k usmrcení konkurenčními organismy.
to by vysvětlovalo, proč jsou bakterie rezistentní pouze na přírodní antibiotika, která pocházejí z bakterií a hub, a tvoří asi 99, 9% všech antibiotik, která používáme., Bakterie se nikdy nesetkaly s uměle vyrobenými antibiotiky, takže vůči nim nemají rezistenci.
„naše práce a práce ostatních naznačují, že rezistence na antibiotika není novým konceptem,“ říká mikrobiolog Hazel Barton z University of Akron v Ohiu, který studii vedl. „Naše organismy byly izolovány z povrchu druhů od 4-7 milionů let, přesto odpor, který mají, je geneticky identické s to nalézt v povrchu druhů. To znamená, že tyto geny jsou alespoň tak staré, a nevyplynuly z lidského používání antibiotik pro léčbu.,“
přestože samotný Paenibacillus není pro člověka škodlivý, mohl by teoreticky přenést svou antibiotickou rezistenci na jiné patogeny. Protože je však izolován pod 400 m skály, zdá se to nepravděpodobné.
přirozená antibiotická rezistence je však pravděpodobně tak převládající, že mnoho bakterií vznikajících z tavení permafrostu ji již může mít. V souladu s tím vědci ve studii z roku 2011 extrahovali DNA z bakterií nalezených v 30 000 let starém permafrostu v oblasti Beringian mezi Ruskem a Kanadou., Našli geny kódující rezistenci na beta-laktamová, tetracyklinová a glykopeptidová antibiotika.
kolik bychom se o to měli starat?
jedním argumentem je, že riziko z permafrostových patogenů je ze své podstaty neznámé, takže by se nás neměly zjevně týkat. Místo toho bychom se měli zaměřit na zavedenější hrozby způsobené změnou klimatu. Například, jak země ohřívá severní země se stanou náchylnější k vypuknutí „jižních“ nemocí, jako je malárie, cholera a horečka dengue, protože tyto patogeny se daří při teplejších teplotách.,
alternativní perspektiva spočívá v tom, že bychom neměli ignorovat rizika jen proto, že je nemůžeme kvantifikovat.
“ po naší práci a práci ostatních je nyní nulová pravděpodobnost, že by patogenní mikroby mohly být oživeny a infikovat nás,“ říká Claverie. „Jak je pravděpodobné, že není známo, ale je to možnost. Mohou to být bakterie, které jsou léčitelné antibiotiky nebo rezistentními bakteriemi nebo virem. Pokud patogen nebyl v kontaktu s lidmi po dlouhou dobu, pak by náš imunitní systém nebyl připraven. Takže ano, to by mohlo být nebezpečné.“