vannak jégbe rejtett betegségek, és felébrednek
a történelem során az emberek egymás mellett léteztek baktériumokkal és vírusokkal. A bubópestistől a himlőig úgy fejlődtünk, hogy ellenálljunk nekik, és válaszul új módszereket fejlesztettek ki a fertőzésünkre.
már majdnem egy évszázada volt antibiotikumunk, mióta Alexander Fleming felfedezte a penicillint. Válaszul a baktériumok reagáltak az antibiotikum rezisztencia kialakulásával., A csata végtelen: mivel annyi időt töltünk a kórokozókkal, néha egyfajta természetes patthelyzet alakul ki.
mi történne, ha hirtelen halálos baktériumoknak és vírusoknak lennénk kitéve, amelyek évezredek óta hiányoznak,vagy amelyeket még soha nem találkoztunk?
lehet, hogy hamarosan megtudjuk. A klímaváltozás az évezredek óta fagyott, permafroszttalajokat olvasztja, és ahogy a talaj olvad, ősi vírusokat és baktériumokat szabadít fel, amelyek nyugvó állapotban újra életre kelnek.,
2016 augusztusában a sarkköri Jamal-félsziget nevű szibériai tundra egy távoli sarkában egy 12 éves fiú meghalt, és legalább húsz embert kórházba szállítottak, miután anthrax fertőzte meg őket.
az elmélet szerint több mint 75 évvel ezelőtt egy Anthrax fertőzött rénszarvas meghalt, fagyasztott hasított teste pedig egy fagyott talaj, az úgynevezett permafrost alá került. Ott maradt, amíg a hőhullám 2016 nyarán, amikor a permafrost felolvadt.
ez feltárta a rénszarvas tetemét, és fertőző lépfene került a közeli vízbe és talajba, majd az élelmiszer-ellátásba., A közelben több mint 2000 rénszarvas legeltetés fertőződött meg, ami az emberi esetek kis számához vezetett.
a félelem az, hogy ez nem lesz elszigetelt eset.
ahogy a Föld felmelegszik, több permafrost megolvad. Normál körülmények között, felületes permafrost rétegek körülbelül 50cm mély olvadék minden nyáron. De most a globális felmelegedés fokozatosan kiteszi az idősebb permafrost rétegeket.
A fagyasztott permafrost talaj tökéletes hely a baktériumok számára, hogy nagyon hosszú ideig, talán millió évig életben maradjanak., Ez azt jelenti, olvadó jég potenciálisan nyitott Pandora doboz betegségek.
a sarkkör hőmérséklete gyorsan emelkedik, körülbelül háromszor gyorsabb, mint a világ többi részén. Ahogy a jég és a permafrost megolvad, más fertőző ágensek is felszabadulhatnak.
“a Permafrost a mikrobák és vírusok nagyon jó hordozója, mert hideg, nincs oxigén, sötét” – mondja Jean-Michel Claverie evolúciós biológus Aix-Marseille Egyetemen Franciaországban., “Az embereket vagy állatokat megfertőző patogén vírusok megmaradhatnak a régi permafrost rétegekben, beleértve azokat is, amelyek a múltban globális járványokat okoztak.”
csak a 20. század elején több mint egymillió rénszarvas halt meg a lépfene miatt. Nem könnyű mély sírokat ásni, így ezeknek a hasított testeknek a nagy részét a felszín közelében temették el, 7000 temetkezési hely között szétszórva Észak-Oroszországban.
azonban a nagy félelem az, ami még a fagyott talaj alatt rejtőzik.,
az embereket és az állatokat évszázadok óta permafrosztban temették el, így elképzelhető, hogy más fertőző ágenseket is szabadon engedhetnek. Például, a tudósok felfedezték töredékek RNS az 1918 spanyol influenza vírus holttestek eltemetve tömegsírok Alaszka tundra. A himlőt és a bubópestist is valószínűleg Szibériában temették el.,
egy 2011-es tanulmányban Boris Revich és Marina Podolnaya ezt írta: “a permafrost olvadás következtében a 18. és 19. század halálos fertőzéseinek vektorai visszatérhetnek, különösen a temetők közelében, ahol e fertőzések áldozatait eltemették.”
a NASA tudósai sikeresen felélesztette baktériumok volt tartozékait egy befagyott tó Alaszkában 32,000 év
például az 1890-es években volt egy nagy járvány a himlő Szibériában. Egy város lakosságának 40% – át elvesztette., Testüket a permafrost felső rétege alatt temették el a Kolyma folyó partján. 120 évvel később a Kolyma árterei elkezdték erodálni a bankokat, és a permafrost olvadása felgyorsította ezt az eróziós folyamatot.
Az 1990-es években kezdődött projektben a Novoszibirszki virológiai és Biotechnológiai Állami Kutatóközpont tudósai megvizsgálták a kőkorszaki emberek maradványait, amelyeket Dél-Szibériában, Gorny Altai régióban találtak., Megvizsgálták a 19. században vírusos járványok során elhunyt férfiak holttesteinek mintáit is, amelyeket az orosz permafrosztban temettek el.
a kutatók azt mondják, hogy olyan testeket találtak, amelyek a himlő által hagyott jelekre jellemzőek. Bár nem találták meg a himlővírust, DNS-fragmenseit fedezték fel.
természetesen nem ez az első alkalom, hogy a jégben fagyott baktériumok életre kelnek.
egy 2005-ös tanulmányban a NASA tudósai sikeresen újjáélesztették azokat a baktériumokat, amelyeket egy alaszkai fagyasztott tóba helyeztek 32 000 évig., A carnobacterium pleistocenium nevű mikrobákat a pleisztocén időszak óta fagyasztották, amikor a gyapjas mamutok még mindig a földön jártak. Miután a jég megolvadt, úszni kezdtek, látszólag érintetlenül.
újjáéledésük után a vírusok gyorsan fertőzővé váltak
két évvel később a tudósoknak sikerült újraéleszteniük egy 8 millió éves baktériumot, amely jégben szunnyadt, egy gleccser felszíne alatt feküdt az Antarktisz Beacon és Mullins völgyeiben., Ugyanebben a vizsgálatban a baktériumokat is újjáélesztették a több mint 100 000 éves jégből.
azonban nem minden baktérium térhet vissza az életbe, miután fagyott a permafrostban. Az Anthrax baktériumok azért képesek erre, mert spórákat képeznek, amelyek rendkívül szívósak, és több mint egy évszázadon át képesek túlélni a fagyasztást.
Egyéb baktériumok formájában spórák, így élhette túl a permafrost, tartalmazzák a tetanusz, valamint a Clostridium botulinum, a kórokozó a felelős botulizmus: egy ritka betegséget is okozhat, bénulást, illetve akár végzetes is lehet. Egyes gombák hosszú ideig is fennmaradhatnak a permafrostban.,
egyes vírusok hosszú ideig is fennmaradhatnak.
egy 2014-es tanulmányban a Claverie vezette csapat újjáélesztette két vírust, amelyek 30 000 éve csapdába estek a szibériai permafrostban. Ismert, mint Pithovirus sibericum és Mollivirus sibericum, ezek mind “óriás vírusok”, mert ellentétben a legtöbb vírus annyira nagy, hogy látható a rendszeres mikroszkóp alatt. 100ft föld alatt fedezték fel őket a tengerparti tundrában.
miután újjáéledtek, a vírusok gyorsan fertőzővé váltak. Szerencsére ezek a vírusok csak az egysejtű amőbákat fertőzik meg., A tanulmány azonban azt sugallja, hogy más vírusok, amelyek valóban megfertőzhetik az embereket, ugyanúgy újjáéledhetnek.
az óriásvírusok általában nagyon kemények és szinte lehetetlen feltörni
mi több, a globális felmelegedésnek nem kell közvetlenül megolvasztania a permafrostot, hogy fenyegetést jelentsen. Mivel a sarkvidéki tengeri jég olvad, Szibéria északi partja könnyebben elérhető a tengeren. Ennek eredményeként az ipari kitermelés, beleértve az arany és ásványi anyagok bányászatát, valamint az olaj és földgáz fúrását, most nyereségessé válik.,
“jelenleg ezek a régiók elhagyatottak, a mély permafrost rétegek pedig egyedül maradnak” – mondja Claverie. “Azonban ezeket az ősi rétegeket a bányászati és fúrási műveletekben részt vevő ásás ki lehet téve. Ha az életképes virionok még mindig ott vannak, ez katasztrófát okozhat.”
az Óriásvírusok lehetnek a legvalószínűbb bűnösök minden ilyen vírusos kitörés esetén.
“a legtöbb vírus gyorsan inaktiválódik a gazdasejteken kívül, fény, kiszáradás vagy spontán biokémiai bomlás miatt” – mondja Claverie., “Például, ha DNS-e a lehetséges javításokon túl sérült, a virionok már nem lesznek fertőzőek. Az ismert vírusok közül azonban az óriásvírusok általában nagyon kemények, szinte lehetetlen megnyitni őket.”
Claverie szerint az első emberek vírusai, amelyek az Északi-sarkvidéket lakják, megjelenhetnek. Még a régóta kihalt hominin fajok, például a neandervölgyiek és a Denisovánok vírusait is láthattuk, amelyek Szibériában telepedtek le, és különféle vírusos betegségekkel voltak tele. A neandervölgyiek maradványait 30-40 000 évvel ezelőtt észrevették Oroszországban., Emberi populációk éltek ott, betegedtek meg és haltak meg évezredek óta.
a NASA tudósok megállapították, 10-50,000 éves mikrobák belül kristályok egy Mexikói enyém
“az A lehetőség, hogy megnézhetnénk egy vírus, egy rég kihalt Neandervölgyi arra utal, hogy az ötlet, hogy egy vírus lehet “felszámolni” a bolygó baj, majd ad nekünk egy hamis biztonságérzetet,”azt mondja, Claverie. “Ezért kell tartani a vakcina készleteit, csak abban az esetben.,”
2014 óta a Claverie elemzi a permafrosztrétegek DNS-tartalmát, kutatva az embereket megfertőző vírusok és baktériumok genetikai nyomait. Számos olyan baktériumra talált bizonyítékot, amelyek valószínűleg veszélyesek az emberre. A baktériumok DNS-e kódolja a virulencia faktorokat: a patogén baktériumok és vírusok által termelt molekulákat, amelyek növelik a gazdaszervezet fertőzőképességét.
Claverie csapata néhány DNS-szekvenciát is talált, amelyek úgy tűnik, hogy vírusokból származnak, beleértve a herpeszet is. Azonban még nem találtak nyomot a himlőről., Nyilvánvaló okokból nem próbálták újraéleszteni a kórokozókat.
most úgy tűnik, hogy az emberektől levágott kórokozók más helyeken is megjelennek, nem csak jég vagy permafrost.
2017 februárjában a NASA tudósai bejelentették,hogy 10-50 000 éves mikrobákat találtak kristályokban egy mexikói bányában.
a baktériumok valahogy rezisztenssé váltak 18 típusú antibiotikummal szemben
a baktériumok a kristályok barlangjában, egy bánya egy részében helyezkedtek el az észak-mexikói Naica-ban., A barlang számos tejfehér kristályt tartalmaz az ásványi szelenitből, amely több százezer év alatt alakult ki.
a baktériumok beszorultak a kristályok kis, folyadékzsebébe, de miután eltávolították őket, újjáéledtek és szaporodni kezdtek. A mikrobák genetikailag egyediek, és új fajok is lehetnek, de a kutatók még nem tették közzé munkájukat.
még régebbi baktériumokat is találtak az Új-Mexikói Lechuguilla-barlangban, 1000 láb föld alatt. Ezek a mikrobák több mint 4 millió éve nem látták a felületet.,
A barlang soha nem lát napfényt, annyira elszigetelt, hogy körülbelül 10 000 évig tart, amíg a víz a felszínről bejut a barlangba.
az antibiotikum-rezisztencia több millió vagy akár több milliárd éve létezik
ennek ellenére a baktériumok valahogy rezisztenssé váltak 18 típusú antibiotikumra, beleértve a fertőzések elleni küzdelem “utolsó lehetőségének” tekintett gyógyszereket is. Egy 2016 decemberében közzétett tanulmányban a kutatók azt találták,hogy a paenibacillus sp néven ismert baktériumok., Az lc231 rezisztens volt az antibiotikumok 70% – ára, és képes volt sokukat teljesen inaktiválni.
mivel a baktériumok négymillió éve teljesen elszigeteltek a barlangban, nem érintkeztek emberekkel vagy az emberi fertőzések kezelésére használt antibiotikumokkal. Ez azt jelenti, hogy antibiotikum-rezisztenciája valamilyen más módon keletkezhetett.
az érintett tudósok úgy vélik, hogy a baktériumok, amelyek nem károsítják az embereket, egyike azoknak a sokaknak, amelyek természetesen rezisztensek az antibiotikumokkal szemben., Ez arra utal, hogy az antibiotikum-rezisztencia több millió vagy akár milliárd éve létezik.
nyilvánvaló, hogy az ilyen ősi antibiotikum-rezisztencia nem fejlődhetett ki a klinikán az antibiotikum alkalmazása következtében.
ennek oka az, hogy sokféle gomba, sőt más baktériumok természetesen antibiotikumokat termelnek, hogy versenyelőnyt szerezzenek más mikrobákkal szemben. Így fedezte fel Fleming a penicillint: a Petri-csészében lévő baktériumok meghaltak, miután az egyik antibiotikum-kiválasztó penészrel szennyeződött.,
ahogy a Föld felmelegszik, az északi országok fogékonyabbak lesznek a” déli”betegségek, például a malária kitörésére
barlangokban, ahol kevés élelem van, a szervezeteknek könyörteleneknek kell lenniük, ha életben akarnak maradni. A Paenibacillushoz hasonló baktériumoknak antibiotikum-rezisztenciát kellett kifejleszteniük annak érdekében, hogy elkerüljék a rivális organizmusok megölését.
ez megmagyarázná, hogy a baktériumok miért csak a természetes antibiotikumokkal szemben rezisztensek, amelyek baktériumokból és gombákból származnak, és az általunk használt antibiotikumok mintegy 99,9% – át teszik ki., A baktériumok soha nem találkoztak az ember által készített antibiotikumokkal, ezért nincs ellenállásuk velük szemben.
“munkánk és mások munkája azt sugallja, hogy az antibiotikum-rezisztencia nem új fogalom” – mondja Hazel Barton mikrobiológus, az Ohiói Akroni Egyetem, aki vezette a tanulmányt. “Szervezeteinket 4-7 millió év alatt izolálták a felszíni fajoktól, de az ellenállásuk genetikailag megegyezik a felszíni fajokban található ellenállással. Ez azt jelenti, hogy ezek a gének legalább olyan régi, és nem jelennek meg az emberi antibiotikumok kezelésére.,”
bár maga a Paenibacillus nem káros az emberre, elméletileg továbbadhatja antibiotikum-rezisztenciáját más kórokozókkal szemben. Mivel azonban 400m szikla alatt van elszigetelve, ez valószínűtlennek tűnik.
Mindazonáltal a természetes antibiotikum-rezisztencia valószínűleg annyira elterjedt, hogy az olvadó permafrosztból származó baktériumok közül sok már megvan. Ezzel összhangban egy 2011-es tanulmányban a tudósok DNS-t vontak ki az Oroszország és Kanada közötti Beringiai régióban található 30 000 éves permafrosztban található baktériumokból., Béta-laktám, tetraciklin és glikopeptid antibiotikumokkal szembeni rezisztenciát kódoló géneket találtak.
mennyire kell aggódnunk mindez miatt?
az egyik érv az, hogy a permafrost kórokozók kockázata eredendően ismeretlen, ezért nem szabad nyíltan foglalkozniuk velünk. Ehelyett inkább az éghajlatváltozás által fenyegetett veszélyekre kell összpontosítanunk. Például, ahogy a Föld felmelegszik, az északi országok fogékonyabbak lesznek a “déli” betegségek, például a malária, a kolera és a dengue-láz kitörésére, mivel ezek a kórokozók melegebb hőmérsékleten fejlődnek.,
az alternatív perspektíva az, hogy nem szabad figyelmen kívül hagyni a kockázatokat csak azért, mert nem tudjuk számszerűsíteni őket.
“a munkánkat és másokét követve most nem nulla a valószínűsége annak, hogy a patogén mikrobák újjáéledhetnek, és megfertőzhetnek minket” – mondja Claverie. “Mennyire valószínű, hogy nem ismert, de ez egy lehetőség. Lehet, hogy az antibiotikumokkal gyógyítható baktériumok, rezisztens baktériumok vagy vírus. Ha a kórokozó hosszú ideje nem érintkezik az emberekkel, akkor immunrendszerünk nem lenne felkészülve. Szóval igen, ez veszélyes lehet.”