der er sygdomme skjult i is, og de vågner op
gennem historien har mennesker eksisteret side om side med bakterier og vira. Fra byldepest til kopper, vi har udviklet sig til at modstå dem, og som svar, de har udviklet nye måder at inficere os.
Vi har haft antibiotika i næsten et århundrede, lige siden Ale .ander Fleming opdagede penicillin. Som reaktion har bakterier reageret ved at udvikle antibiotikaresistens., Kampen er uendelig: fordi vi bruger så meget tid med patogener, udvikler vi undertiden en slags naturlig dødvande.men hvad ville der ske, hvis vi pludselig blev udsat for dødelige bakterier og vira, der har været fraværende i tusindvis af år, eller som vi aldrig har mødt før?
Vi kan være ved at finde ud af. Klimaændringer smelter permafrostjord, der er frosset i tusinder af år, og når jordbunden smelter, frigiver de gamle vira og bakterier, der efter at have ligget i dvale, springer tilbage til livet.,
I August 2016 i et fjernt hjørne af Sibiriske tundra kaldet Yamal-Halvøen i den Arktiske Cirkel, en 12-årig dreng dræbt og mindst tyve mennesker blev indlagt på hospitalet efter at være blevet smittet med miltbrand.
teorien er, at for over 75 år siden døde en rensdyr inficeret med miltbrand, og dens frosne slagtekroppe blev fanget under et lag frosset jord, kendt som permafrost. Der forblev det indtil en varmebølge i sommeren 2016, da permafrosten optøede.
dette udsatte rensdyrleget og frigav infektiøs miltbrand i nærliggende vand og jord og derefter ind i fødevareforsyningen., Mere end 2.000 rensdyr, der græsser i nærheden, blev inficeret, hvilket derefter førte til det lille antal menneskelige tilfælde.
frygten er, at dette ikke vil være et isoleret tilfælde.
efterhånden som jorden varmes, vil mere permafrost smelte. Under normale omstændigheder smelter overfladiske permafrostlag omkring 50 cm dyb hver sommer. Men nu udsætter den globale opvarmning gradvist ældre permafrostlag.
frosset permafrostjord er det perfekte sted for bakterier at forblive i live i meget lange perioder, måske så længe som en million år., Det betyder smeltende is potentielt kunne åbne en Pandora ” s kasse med sygdomme.
temperaturen i polarcirklen stiger hurtigt, cirka tre gange hurtigere end i resten af verden. Når isen og permafrosten smelter, kan andre smitsomme stoffer frigives.
“Permafrost er en meget god preserver af mikroorganismer og vira, fordi det er koldt, er der ingen ilt, og det er mørkt,” siger evolutionære biolog Jean-Michel Claverie på Aix-Marseille Universitet i Frankrig., “Patogene vira, der kan inficere mennesker eller dyr, kan bevares i gamle permafrostlag, herunder nogle, der tidligere har forårsaget globale epidemier.”
alene i begyndelsen af det 20.århundrede døde mere end en million rensdyr af miltbrand. Det er ikke let at grave dybe grave, så de fleste af disse kroppe er begravet tæt på overfladen, spredt blandt 7.000 gravpladser i det nordlige Rusland.
den store frygt er dog, hvad der ellers lurer under den frosne jord.,
mennesker og dyr er blevet begravet i permafrost i århundreder, så det er tænkeligt, at andre smitsomme stoffer kunne løsnes. For eksempel har forskere opdaget fragmenter af RNA fra 1918 spanske influenza virus i lig begravet i massegrave i Alaska”s tundra. Kopper og byldepest er sandsynligvis også begravet i Sibirien.,
i en undersøgelse fra 2011 skrev Boris Revich og Marina Podolnaya: “som en konsekvens af permafrost-smeltning kan vektorerne af dødbringende infektioner i det 18.og 19. århundrede komme tilbage, især i nærheden af kirkegårdene, hvor ofrene for disse infektioner blev begravet.”
NASA forskere med succes genoplivet bakterier, der var blevet indkapslet i en frossen sø i Alaska for 32,000 år
For eksempel, i 1890 var der en stor epidemi af kopper i Sibirien. En by mistede op til 40% af sin befolkning., Deres kroppe blev begravet under det øverste lag af permafrost på bredden af Kolyma-floden. 120 år senere er Kolymas oversvømmelsesvand begyndt at udhule bankerne, og afsmeltningen af permafrosten har fremskyndet denne erosionsproces.
I et projekt, der begyndte i 1990’erne, har forskere fra Statens forskningscenter for Virologi og Bioteknologi i Novosibirsk har testet rester af stenalder mennesker, der var blevet fundet i det sydlige Sibirien, i den region af Gorny Altai., De har også testet prøver fra ligene af mænd, der var døde under virale epidemier i det 19.århundrede og blev begravet i den russiske permafrost.
forskerne siger, at de har fundet kroppe med sår, der er karakteristiske for de mærker, der er efterladt af kopper. Mens de ikke fandt koppevirus selv, har de opdaget fragmenter af dets DNA.
det er bestemt ikke første gang, at bakterier, der er frosset i is, er kommet tilbage til livet.
i en undersøgelse fra 2005 genoplivede NASA-forskere med succes bakterier, der var blevet indkapslet i en frossen dam i Alaska i 32.000 år., Mikroberne, kaldet Carnobacterium pleistocenium, var blevet frosset siden Pleistocene-perioden, hvor uldne mammutter stadig strejfede jorden. Når isen smeltede, begyndte de at svømme rundt, tilsyneladende upåvirket.
Når de blev genoplivet, og virus blev hurtigt smitsomme
To år senere, forskere formået at genoplive en 8-millioner-år-gamle bakterie, der havde ligget i dvale i is under overfladen af en gletsjer i Beacon og Mullins dale af Antarktis., I samme undersøgelse blev bakterier også genoplivet fra Is, der var over 100.000 år gammel.
imidlertid kan ikke alle bakterier komme tilbage til livet efter at have været frosset i permafrost. Miltbrandbakterier kan gøre det, fordi de danner sporer, som er ekstremt hårdføre og kan overleve frosne i længere tid end et århundrede.
Andre bakterier, der kan danne sporer, og så kunne overleve i permafrost, omfatter stivkrampe og Clostridium botulinum, det patogen, der er ansvarlig for botulisme: en sjælden sygdom, der kan forårsage lammelser og endda være dødelig. Nogle svampe kan også overleve i permafrost i lang tid.,
nogle vira kan også overleve i lange perioder.
i en 2014-undersøgelse genoplivede et team ledet af Claverie to vira, der var blevet fanget i sibirisk permafrost i 30.000 år. Kendt som Pithovirus sibericum og Mollivirus sibericum, er de begge “gigantiske vira”, fordi de i modsætning til de fleste vira er så store, at de kan ses under et regelmæssigt mikroskop. De blev opdaget 100ft under jorden i kysttundraen.
når de blev genoplivet, blev virusserne hurtigt smitsomme. Heldigvis for os inficerer disse bestemte vira kun encellede amøber., Alligevel antyder undersøgelsen, at andre vira, som virkelig kunne inficere mennesker, kan genoplives på samme måde.
de gigantiske vira har en tendens til at være meget hårde og næsten umulige at åbne
Hvad mere er, global opvarmning behøver ikke direkte smelte permafrost for at udgøre en trussel. Fordi den arktiske havis smelter, er Sibiriens nordkyst blevet lettere tilgængelig til søs. Som følge heraf bliver industriel udnyttelse, herunder minedrift for guld og mineraler, og boring efter olie og naturgas, nu rentabel.,
“i øjeblikket er disse regioner øde, og de dybe permafrostlag er alene,” siger Claverie. “Imidlertid kunne disse gamle lag blive udsat ved gravning involveret i minedrift og boreoperationer. Hvis levedygtige virioner stadig er der, kan dette stave katastrofe.”
gigantiske vira kan være de mest sandsynlige skyldige for et sådant viralt udbrud.
“de fleste vira inaktiveres hurtigt uden for værtsceller på grund af lys, udtørring eller spontan biokemisk nedbrydning,” siger Claverie., “For eksempel, hvis deres DNA er beskadiget ud over mulig reparation, vil virionerne ikke længere være smitsomme. Blandt kendte vira har de gigantiske vira imidlertid en tendens til at være meget hårde og næsten umulige at bryde åbne.”
Claverie siger, at vira fra de allerførste mennesker, der befolker Arktis, kunne dukke op. Vi kunne endda se vira fra langdøde homininarter som neandertalere og Denisovaner, som begge bosatte sig i Sibirien og var fyldt med forskellige virussygdomme. Rester af neandertalere fra 30-40.000 år siden er blevet set i Rusland., Menneskelige befolkninger har boet der, syg og døde i tusinder af år.
NASA forskere fandt, 10-50,000-år-gamle mikrober inde krystaller i en Mexicansk mine
“Den mulighed, at vi kunne fange en virus i en for længst uddød Neanderthal tyder på, at tanken om, at en virus kan “udryddes” fra planeten er forkert, og det giver os en falsk følelse af sikkerhed,”siger Claverie. “Dette er grunden til, at lagre af vaccine skal opbevares, bare i tilfælde.,”
siden 2014 har Claverie analyseret DNA-indholdet af permafrostlag og søgt efter den genetiske signatur af vira og bakterier, der kan inficere mennesker. Han har fundet tegn på mange bakterier, der sandsynligvis er farlige for mennesker. Bakterierne har DNA, der koder for virulensfaktorer: molekyler, som patogene bakterier og vira producerer, hvilket øger deres evne til at inficere en vært.Claverie ” s team har også fundet et par DNA-sekvenser, der synes at komme fra virus, herunder herpes. Men de har endnu ikke fundet spor af kopper., Af indlysende grunde har de ikke forsøgt at genoplive nogen af patogenerne.
det ser ud til, at patogener, der er afskåret fra mennesker, også kommer fra andre steder, ikke kun is eller permafrost.
I februar 2017, NASA videnskabsmænd annoncerede, at de havde fundet 10-50,000-år-gamle mikrober inde krystaller i en Mexicansk mine.
De bakterier, der har en eller anden måde er blevet resistente over for 18 typer af antibiotika
De bakterier, der var placeret i Hulen af de Krystaller, som en del af en mine i Naica i det nordlige Mexico., Hulen indeholder mange mælkehvide krystaller af mineralet selenit, som dannede sig over hundreder af tusinder af år.
bakterierne blev fanget inde i små, flydende lommer i krystallerne, men når de først blev fjernet, genoplivede de sig og begyndte at formere sig. Mikroberne er genetisk unikke og kan godt være nye arter, men forskerne skal endnu ikke offentliggøre deres arbejde.
endnu ældre bakterier er fundet i Lechuguilla-hulen i Ne.me .ico, 1,000 ft under jorden. Disse mikrober har ikke set overfladen i over 4 millioner år.,
hulen ser aldrig sollys, og det er så isoleret, at det tager omkring 10.000 år for vand fra overfladen at komme ind i hulen.
antibiotikaresistens har eksisteret i millioner eller endda milliarder af år
på Trods af dette, er de bakterier, der har en eller anden måde er blevet resistente over for 18 typer af antibiotika, herunder stoffer, der anses for at være en “sidste udvej” til at bekæmpe infektioner. I en undersøgelse offentliggjort i December 2016 fandt forskerne, at bakterierne, kendt som Paenibacillus sp., LC231, var resistent over for 70% af antibiotika og var i stand til fuldstændigt at inaktivere mange af dem.da bakterierne har været helt isoleret i hulen i fire millioner år, er de ikke kommet i kontakt med mennesker eller de antibiotika, der bruges til behandling af humane infektioner. Det betyder, at dets antibiotikaresistens skal være opstået på en anden måde.de involverede forskere mener, at bakterierne, som ikke skader mennesker, er en af mange, der har naturligt udviklet resistens over for antibiotika., Dette antyder, at antibiotikaresistens har eksisteret i millioner eller endda milliarder af år.
det er klart, at en sådan antik antibiotikaresistens ikke kan have udviklet sig i klinikken som et resultat af antibiotikabrug.
årsagen til dette er, at mange typer svampe og endda andre bakterier naturligt producerer antibiotika for at få en konkurrencefordel i forhold til andre mikrober. Sådan opdagede Fleming først penicillin: bakterier i en petriskål døde, efter at man blev forurenet med en antibiotisk udskillelsesform.,
Som Jorden varmer nordlige lande vil blive mere modtagelige for udbrud af “southern” sygdomme som malaria
I huler, hvor der er lidt mad, organismer skal være hensynsløse, hvis de skal overleve. Bakterier som Paenibacillus kan have været nødt til at udvikle antibiotikaresistens for at undgå at blive dræbt af rivaliserende organismer.dette forklarer, hvorfor bakterierne kun er resistente over for naturlige antibiotika, der kommer fra bakterier og svampe, og udgør omkring 99, 9% af alle de antibiotika, vi bruger., Bakterierne har aldrig stødt på menneskeskabte antibiotika, så har ikke en modstand mod dem.
“vores arbejde og andres arbejde antyder, at antibiotikaresistens ikke er et nyt koncept,” siger mikrobiolog Ha .el Barton fra University of Akron, Ohio, der ledede undersøgelsen. “Vores organismer er blevet isoleret fra overfladearter fra 4-7 millioner år, men den modstand, de har, er genetisk identisk med den, der findes i overfladearter. Det betyder, at disse gener er i det mindste, at gamle, og didn”t komme ud af den menneskelige brug af antibiotika til behandling.,”
selvom Paenibacillus i sig selv ikke er skadelig for mennesker, kan den i teorien videregive sin antibiotikaresistens over for andre patogener. Men da det er isoleret under 400 m af rock, synes dette usandsynligt.
ikke desto mindre er naturlig antibiotikaresistens sandsynligvis så udbredt, at mange af de bakterier, der kommer ud af smeltende permafrost, allerede kan have det. I overensstemmelse hermed ekstraherede forskere i en 2011-undersøgelse DNA fra bakterier fundet i 30.000 år gammel permafrost i Beringian-regionen mellem Rusland og Canada., De fandt gener, der koder for resistens over for beta-lactam, tetracyclin og glycopeptidantibiotika.
hvor meget skal vi være bekymrede over alt dette?
et argument er, at risikoen for permafrostpatogener i sig selv er uvidende, så de bør ikke åbenlyst vedrøre os. I stedet bør vi fokusere på mere etablerede trusler fra klimaændringer. For eksempel, som jorden varmer nordlige lande vil blive mere modtagelige for udbrud af “sydlige” sygdomme som malaria, kolera og denguefeber, da disse patogener trives ved varmere temperaturer.,
det alternative perspektiv er, at vi ikke bør ignorere risici, bare fordi vi ikke kan kvantificere dem.
“efter vores arbejde og andres er der nu en ikke-nul sandsynlighed for, at patogene mikrober kunne genoplives og inficere os,” siger Claverie. “Hvor sandsynligt det er, vides ikke, men det er en mulighed. Det kan være bakterier, der kan hærdes med antibiotika, eller resistente bakterier eller en virus. Hvis patogenet hasn ” t været i kontakt med mennesker i lang tid, så vores immunsystem ville ikke være forberedt. Så ja, det kunne være farligt.”