Det er sykdommer som er skjult i isen, og de er våkne opp
Gjennom historien, menneskene har eksistert side ved side med bakterier og virus. Fra bubonic plague å kopper, vi har utviklet oss til å motstå dem, og i svar at de har utviklet nye måter å infisere oss.
Vi har fått antibiotika for nesten et århundre siden Alexander Fleming oppdaget penicillin. I respons, bakterier har reagert ved utvikling av antibiotika resistens., Kampen er uendelige: fordi vi bruker så mye tid med patogener, vi noen ganger utvikle en slags naturlig fastlåst situasjon.
Men hva ville skje hvis vi plutselig ble utsatt for dødelige bakterier og virus som har vært fraværende i tusenvis av år, eller at vi aldri har møtt før?
Vi kan være i ferd med å finne ut. Klimaendringer er smeltende permafrost jord som har vært frosset i tusenvis av år, og som jord smelte de utgir gamle virus og bakterier som, etter å ha ligget i dvale, spretter tilbake til livet.,
I August 2016, i et fjernt hjørne av Sibirske tundraen kalt Yamal-Halvøya i Polarsirkelen, en 12 år gammel gutt døde og minst tjue personer ble innlagt på sykehus etter å ha blitt smittet av miltbrann.
teorien er at over 75 år siden, en rein infisert med anthrax døde og sin frosne kadaveret ble fanget under et lag av frossen jord, kjent som permafrost. Det holdt til en hetebølge i løpet av sommeren 2016, når permafrosten tint.
Dette utsatt reinen liket og utgitt av smittsomme miltbrann i nærliggende vann og jord, og deretter inn i matforsyningen., Mer enn 2.000 rein som beiter i nærheten ble smittet, noe som da førte til lite antall humane tilfeller.
frykten er at dette vil ikke være et isolert tilfelle.
når Jorden varmes, mer permafrosten smelter. Under normale omstendigheter, overfladiske permafrostlag ca 50cm dyp smelte hver sommer. Men nå global oppvarming er gradvis å utsette eldre permafrostlag.
Frossen jord med permafrost er det perfekte sted for bakterier for å holde deg i live for svært lange perioder av gangen, kanskje så lenge som en million år., Det betyr at issmeltingen kan potensielt åpne en Pandora ‘ s box av sykdommer.
temperaturen i Polarsirkelen stiger raskt, omtrent tre ganger raskere enn i resten av verden. Som is og permafrost smelter, andre smittsomme sykdommer kan bli frigitt.
«Permafrosten er en veldig god bevarer av mikrober og virus, fordi det er kaldt, det er ingen oksygen, og det er mørkt, sier evolusjonær biolog Jean-Michel Claverie i Aix-Marseille Universitet i Frankrike., «Patogene virus som kan infisere mennesker eller dyr kan bli bevart i gammel permafrostlag, inkludert noen som har forårsaket globale epidemier i det siste.»
I begynnelsen av det 20. Århundre alene, mer enn en million rein døde av miltbrann. Det er ikke lett å grave dypt graver, så de fleste av disse skrotter er gravlagt nær overflaten, spredt blant 7,000 gravsted i nord-Russland.
Imidlertid den store frykten er hva andre lurer under den frosne jord.,
Folk og dyr har blitt gravlagt i permafrosten i århundrer, så det er tenkelig at andre smittsomme sykdommer kan være løs. For eksempel har forskere oppdaget fragmenter av RNA fra 1918-spanske influensa virus på lik begravet i massegraver i Alaska»s tundra. Kopper og bubonic plague er også sannsynlig gravlagt i Sibir.,
i en undersøkelse I 2011, Boris Revich og Marina Podolnaya skrev: «Som en følge av at permafrosten smelter, vektorer for dødelige infeksjoner i det 18. og 19. Århundre kan komme tilbake, spesielt i nærheten av kirkegårder hvor ofrene for disse infeksjonene ble begravet.»
NASA-forskere vellykket gjenopplivet bakterier som hadde vært innkapslet i en frossen dammen i Alaska til 32 000 år
For eksempel, i 1890-årene var det en stor epidemi av kopper i Sibir. En by mistet opp til 40% av sin befolkning., Deres kropper ble begravd under det øverste laget av permafrosten på bredden av Kolyma-Elva. For 120 år senere, Kolyma»s flomvannet har begynt å bryte ned bankene, og smelting av permafrost har fremskyndes dette erosjon prosessen.
I et prosjekt som begynte på 1990-tallet, har forskere fra Staten Research Center i Virologi og Bioteknologi i Novosibirsk har testet er fortsatt i steinalderen folk som er blitt funnet i sørlige Sibir, i regionen Gorny Altai., De har også testet prøvene fra likene av menn som hadde dødd i løpet av virale epidemier i det 19. Århundre og ble gravlagt i den russiske permafrost.
forskere sier de har funnet likene med sår karakteristiske av de merkene som er igjen av kopper. Mens de ikke finner kopper virus i seg selv, de har oppdaget fragmenter av sitt DNA.
Absolutt det er ikke første gang at bakterier frosset i isen har kommet tilbake til livet.
I en 2005 studie, NASA-forskere vellykket gjenopplivet bakterier som hadde vært innkapslet i en frossen dammen i Alaska til 32 000 år., Mikrobene, kalt Carnobacterium pleistocenium, hadde vært frosset siden Pleistocenepoken periode, når ullen mammuter fortsatt vandret på Jorden. Når isen smeltet, begynte de å svømme rundt, tilsynelatende upåvirket.
Når de ble gjenopplivet, virus ble raskt smittsomme
To år senere, har forskere klart å gjenopplive en 8-millioner-år-gamle bakterie som hadde ligget i dvale i isen, under overflaten av en isbre i Varden og Mullins dalene i Antarktis., I den samme studien, bakterier ble også plukket opp fra isen som var over 100 000 år gamle.
Imidlertid ikke alle bakterier kan komme tilbake til livet etter å ha blitt frosset i permafrosten. Miltbrann bakterier kan gjøre det fordi de danner sporer, noe som er svært hardføre og kan overleve frosset i mer enn et århundre.
Andre bakterier som danner sporer, og så kunne overleve i permafrosten, inkluderer stivkrampe og Clostridium botulinum, patogene ansvarlig for botulisme: en sjelden sykdom som kan føre til lammelser og til og med være dødelig. Noen sopper kan også overleve i permafrosten i lang tid.,
Noen virus kan også overleve i lengre perioder.
I en 2014-studien, et team ledet av Claverie gjenopplivet to virus som hadde blitt fanget i permafrosten i Sibir for 30 000 år. Kjent som Pithovirus sibericum og Mollivirus sibericum, de er begge «giant virus», fordi i motsetning til de fleste virus de er så store at de kan sees under en vanlig mikroskop. De ble oppdaget 100ft t i kystnære tundraen.
Når de ble gjenopplivet, virus ble raskt smittsomme. Heldigvis for oss, er disse spesielt virus som bare infiserer encellede amoebas., Fortsatt studien tyder på at andre virus, som virkelig kunne infisere mennesker, kan bli gjenopplivet på samme måte.
Den gigantiske virus har en tendens til å være svært vanskelig og nesten umulig å bryte åpne
Hva»s mer, global oppvarming ikke har direkte smelte permafrost å utgjøre en trussel. Fordi den Arktiske sjøisen smelter, nord-kysten av Sibir har blitt lettere tilgjengelig ved havet. Som et resultat, industriell utnytting, herunder gruvedrift etter gull og mineraler, og boring etter olje og naturgass, er nå i ferd med å bli lønnsom.,
«I øyeblikket, disse regionene er øde og dyp permafrost lag er alene,» sier Claverie. «Men, disse gamle lag kan bli avslørt av å grave involvert i gruvedrift og boreoperasjoner. Hvis levedyktig virions er fortsatt der, dette kan stave katastrofe.»
Gigantiske virus kan være den mest sannsynlige gjerningsmannen for slike virusutbrudd.
«de Fleste virus er raskt inaktivert utenfor vert celler, på grunn av lyset, uttørking, eller en spontan biokjemiske nedbrytning, sier Claverie., «For eksempel, hvis deres DNA er skadet utover mulig reparasjon, virions vil ikke lenger være smittsomme. Imidlertid, blant kjente virus, den gigantiske virus har en tendens til å være svært vanskelig og nesten umulig å bryte opp.»
Claverie sier virus fra den aller første mennesker til å fylle den Arktiske kunne dukke opp. Vi kunne til og med se virus fra lang-utdødd hominin arter som Neandertalerne og Denisovans, både som bosatte seg i Sibir og ble pepret med ulike virussykdommer. Restene av Neandertalerne fra 30-40,000 år siden har blitt oppdaget i Russland., Menneskelige befolkninger som har bodd der, syk og døde i tusenvis av år.
NASA forskere har funnet 10-50,000-år gamle mikrober inne krystaller i en Meksikansk mine
«muligheten for at vi kan få et virus fra en for lengst utdødd Neandertaler tyder på at ideen om at et virus kan bli «utryddet» fra planeten er galt, og gir oss en falsk følelse av sikkerhet,»sier Claverie. «Dette er grunnen til at bestandene av vaksine bør holdes, bare i tilfelle.,»
Siden 2014, Claverie har vært å analysere DNA innhold av permafrost lag, lete etter genetiske signatur av virus og bakterier som kan infisere mennesker. Han har funnet bevis for at mange bakterier som sannsynligvis er farlig for mennesker. Bakterier har DNA som koder virulence factors: molekyler som patogene bakterier og virus produsere, noe som øker deres evne til å infisere en vert.
Claverie»s team har også funnet noen DNA-sekvenser som synes å komme fra virus, inkludert herpes. Men de har ennå ikke funnet noen spor av kopper., For åpenbare grunner, de har ikke forsøkt å gjenopplive noen av patogener.
Det synes nå at patogener avskåret fra mennesker som vil komme fra andre steder også, ikke bare is eller permafrost.
I februar 2017, NASA-forskere kunngjorde at de hadde funnet 10-50,000-år gamle mikrober inne krystaller i en Meksikansk mine.
bakterier har liksom blitt resistente mot 18 typer antibiotika
bakterier ble plassert i Hulen av Krystaller, som er en del av en gruve i Naica i det nordlige Mexico., Hulen inneholder mange milky-hvite krystaller av mineralet selenitt, som dannet gjennom hundretusener av år.
bakterier var fanget inne i små, flytende lommer av krystaller, men når de ble fjernet de gjenopplivet og begynte å multiplisere. Mikrobene er genetisk unike, og kan godt være nye arter, men forskerne er likevel å publisere sitt arbeid.
Enda eldre bakterier har blitt funnet i Lechuguilla Hule i New Mexico, 1 000 ft t. Disse mikrobene har ikke sett overflaten for over 4 millioner år.,
hulen aldri ser sollys, og det er så isolert at det tar ca 10 000 år for vann fra overflaten for å komme inn i hulen.
Antibiotika resistens har vært rundt for millioner eller milliarder av år
til Tross for dette, bakterier har liksom blitt resistente mot 18 typer antibiotika, inkludert stoffer som anses å være en «siste utvei» for å bekjempe infeksjoner. I en studie publisert i desember 2016, fant forskerne at bakterier, kjent som Paenibacillus sp., LC231, var resistente mot 70% av antibiotika og var i stand til helt inactivate mange av dem.
Som bakterier har vært helt isolert i hulen for fire millioner år, de har ikke kommet i kontakt med mennesker eller antibiotikum medisiner brukes til å behandle menneskelige infeksjoner. Det betyr at dens antibiotikum motstand må ha oppstått på annen måte.
forskerne som er involvert tro at bakterier, som ikke skader mennesker, er en av mange som har naturlig utviklet resistens mot antibiotika., Dette tyder på at antibiotika resistens har vært rundt for millioner eller milliarder av år.
Selvfølgelig, slike gamle antibiotika resistens ikke har utviklet seg i klinikken som et resultat av bruk av antibiotika.
grunnen til dette er at mange typer sopp, og også andre bakterier, er det naturlig å produsere antibiotika for å få et konkurransefortrinn i forhold til andre mikrober. Det er hvordan Fleming første penicillin oppdaget: bakterier i en petriskål døde etter en ble forurenset med en antibiotika-skille ut formen.,
Som Jorden varmes nord-land vil bli mer utsatt for utbrudd av «sørlige» sykdommer som malaria
I huler, hvor det er lite mat, organismer må være hensynsløs hvis de skal overleve. Bakterier som Paenibacillus kan ha hatt til å utvikle seg antibiotikum motstand for å unngå å bli drept av rivaliserende organismer.
Dette kan forklare hvorfor bakterier er bare naturlig motstandsdyktig mot antibiotika, som kommer fra bakterier og sopp, og utgjør om lag 99,9% av all antibiotika vi bruker., Bakterier har aldri kommet over menneskeskapte antibiotika, så har ikke en motstand mot dem.
«Vårt arbeid, og arbeidet til andre, tyder på at antibiotika resistens er ikke et nytt konsept,» sier microbiologist Hazel Barton av University of Akron, Ohio, som ledet studien. «Vår organismer har blitt isolert fra overflaten arter fra 4-7 millioner år, men de motstand at de er genetisk identisk med det som ble funnet i overflaten arter. Dette betyr at disse genene er minst det gamle, og didn»t dukke opp fra den menneskelige bruken av antibiotika for behandling.,»
Selv om Paenibacillus i seg selv er ikke skadelig for mennesker, kan det i teorien pass på sin antibiotika resistens overfor andre patogener. Imidlertid, som det er isolert under 400m av rock, virker dette lite sannsynlig.
Likevel, naturlig antibiotikum motstand er trolig så utbredt at mange av bakterier dukker opp fra smeltende permafrost har det allerede. I tråd med dette, i en undersøkelse i 2011 har forskere hentet ut DNA fra bakterier som finnes i 30 000 år gamle permafrost i Beringian området mellom Russland og Canada., De fant genene som koder resistens mot beta-lactam, tetracyklin og glycopeptide antibiotika.
Hvor mye bør vi være bekymret for alt dette?
Ett argument er at risikoen fra permafrost patogener er iboende ukjennelige, så de bør ikke åpenlyst angår oss. I stedet bør vi fokusere på mer etablerte truslene fra klimaendringene. For eksempel, som Jorden varmes nord-land vil bli mer utsatt for utbrudd av «sørlige» sykdommer som malaria, kolera og dengue-feber, som disse patogener trives i varmere temperaturer.,
Den alternative perspektiv er at vi ikke bør ignorere risiko bare fordi vi kan ikke tallfeste dem.
«Etter vår og andres, det er nå en ikke-null sannsynlighet for at patogene mikrober kunne bli gjenopplivet, og infisere oss, sier Claverie. «Hvor sannsynlig det er, er ikke kjent, men det er en mulighet. Det kan være bakterier som er kureres med antibiotika, eller resistente bakterier eller virus. Hvis organismen har»t vært i kontakt med mennesker i lang tid, så vårt immunforsvar ville ikke være forberedt. Så ja, det kan være farlig.»