Per visą mūsų planetos istoriją žmonės egzistavo kartu su bakterijomis ir virusais. Ieškojome būdų, kaip atsispirti buboniniam marui ir raupams, ir atsakydami jie ieškojo būdų, kaip mus užkrėsti. Jau beveik šimtmetį naudojame antibiotikus, nes Aleksandras Flemingas atrado peniciliną. Reaguodamos į tai, bakterijos sukūrė atsparumą antibiotikams. Mūšiui nėra pabaigos. Mes praleidžiame tiek daug laiko su ligų sukėlėjais, kad paeiliui suklupome vienas kitą. Tačiau, kas atsitiks, jei staiga susidursime su mirtinomis bakterijomis ir virusais, su kuriais nebuvo susiduriama per tūkstančius metų ar kurie niekada nebuvo matyti?
Galbūt greitai sužinosime. Dėl klimato pokyčių atitirpsta amžinas įšalo dirvožemis, kuris buvo užšaldytas tūkstančius metų, o atšilus dirvožemiui, atsirado senovės virusai ir bakterijos, kurios atgyja ir vėl grįžta.
- „Salik.biz“
2016 m. Rugpjūčio mėn., Atokiame Sibiro tundros kampe, Jamalo pusiasalyje, dvylika metų berniukas mirė ir mažiausiai dvidešimt žmonių buvo paguldyti į ligoninę po juodligės susirgimo.
Buvo teigiama, kad daugiau nei prieš 75 metus mirė juodligė užkrėstas elnias, o jo užšaldytas skeletas buvo įstrigęs po užšalusio dirvožemio sluoksniu, po amžino įšalo. Jis ten liko iki 2016-ųjų vasaros, kai dėl stipraus karščio atšalo amžinasis įšalas. Taigi ji išleido elnio ir juodligės infekcijos lavoną į artimiausius vandenis ir dirvožemį, paskui - į maisto atsargas. Žmonėms gresia pavojus.
Baisu yra tai, kad tai gali būti ne atskiras įvykis.
Žemė sušyla ir atšildo daugiau amžinojo įšalo. Normaliomis sąlygomis paviršiniai amžinojo įšalo sluoksniai, maždaug 50 centimetrų gylio, tirpsta kiekvieną vasarą. Tačiau globalinis atšilimas pamažu atskleidžia senus amžinojo įšalo sluoksnius.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Užšalęs daugiametis dirvožemis yra ideali vieta bakterijoms išgyventi ilgą laiką, galbūt milijonus metų. Tai reiškia, kad tirpstantis ledas gali atidaryti Pandoros ligų dėžutę.
Temperatūra poliariniame raunde kyla greitai, maždaug tris kartus greičiau nei likusiame pasaulyje. Gali pasirodyti ir kiti infekcijos sukėlėjai.
„Amžinasis įšalas yra puikus mikrobų ir virusų laikytojas, nes yra šaltas, tamsus ir neturi deguonies“, - sako evoliucijos biologas Jeanas-Michelis Claverie iš Aix-Marselio universiteto Prancūzijoje. "Patogeniniai virusai, galintys užkrėsti gyvūnus ir augalus, galėjo būti laikomi senuose amžinojo įšalo dirvožemio sluoksniuose, įskaitant tuos, kurie praeityje sukėlė pasaulines epidemijas".
Vien tik XX amžiaus pradžioje nuo juodligės mirė daugiau nei milijonas šiaurės elnių. Šiaurėje nėra lengva kasti gilius kapus, todėl dauguma šių skerdenų buvo palaidotos arti paviršiaus, 7000 išsibarsčiusių kapų šiaurinėje Rusijoje.
Ką dar būtų galima paslėpti po užšalusia dirva?
Žmonės ir gyvūnai per amžius buvo laidojami šimtus metų, todėl tikėtina, kad gali patekti ir kitų infekcijos sukėlėjų. Pavyzdžiui, mokslininkai rado Ispanijos gripo viruso RNR fragmentus lavonuose, masiškai palaidotuose Aliaskos tundroje. Raupai ir burbulinis maras taip pat palaidoti Sibire. 2011 m. Tyrime Borisas Revičius ir Marina Podolnaya rašė: „Tirpstant amžinajam šalčiui, XVIII – XIX amžių mirtinų infekcijų pernešėjai gali sugrįžti, ypač šalia kapinių, kur buvo palaidotos šių infekcijų aukos“.
1890 m. Sibire kilo sunki raupų epidemija. Vienas miestas prarado iki 40% savo gyventojų. Kūnai buvo palaidoti po viršutiniu amžino įšalo sluoksniu Kolymos upės krantuose. Po 120 metų Kolymos upės potvyniai ėmė ardyti krantus, o amžinojo įšalo tirpimas paspartino šį erozijos procesą.
Dešimtajame dešimtmetyje pradėtame projekte Novosibirsko valstybinio virusologijos ir biotechnologijos tyrimų centro mokslininkai ištyrė akmens amžiaus žmonių liekanas, rastus pietų Sibire, Altajaus regione. Jie taip pat tyrė žmonių, mirusių per virusinę epidemiją XIX amžiuje ir kurie buvo palaidoti amžinajame Rusijos šaltyje, lavonus.
Mokslininkai teigia radę kūnus, turinčius opos, būdingos raupų žymėms. Nors patys nerado raupų viruso, jie rado DNR fragmentų.
Be abejo, tai nėra pirmas kartas, kai leduose sušalusios bakterijos vėl atgyja.
2005 m. Atliktame tyrime NASA mokslininkai sėkmingai atgaivino bakterijas, įstrigusias užšaldytame tvenkinyje Aliaskoje 32 000 metų. Mikrobas, vadinamas Carnobacterium pleistocenum, buvo užšaldytas nuo pleistoceno, kai Žemė dar klajojo vilnoniais mamutais. Kai tik ledas ištirpo, jie vėl pradėjo plaukti, lyg nieko nebūtų nutikę.
Po dvejų metų mokslininkams pavyko atgaivinti 8 milijonų metų bakteriją, kuri miegojo leduose po ledynu Beacon ir Mullins slėniuose Antarktidoje. Tame pačiame tyrime bakterijos buvo išgautos iš daugiau nei 100 000 metų senumo ledo.
Tačiau ne visos bakterijos gali sugrįžti į gyvenimą užšalusios per amžius. Juodligės bakterijos gali tai padaryti, nes sudaro ypač tvirtas sporas, kurios labai ilgai gali gyventi sušalusios.
Kitos bakterijos, galinčios sudaryti sporas ir taip išgyventi amžinajame įšaltyje, yra stabligė ir Clostridium botulinum, atsakingos už botulizmą - retą ligą, galinčią sukelti paralyžių ir mirtį. Kai kurie grybai taip pat ilgą laiką gali išgyventi per amžius.
Kai kurie virusai taip pat gali išgyventi ilgą laiką.
2014 m. Atliktame tyrime Claveri vadovaujami mokslininkai atgaivino du virusus, įstrigusius Sibiro amžinajame užšalime per 30 000 metų. Žinomi kaip „Pithovirus sibericum“ir „Mollivirus sibericum“, jie laikomi „milžiniškais virusais“, nes, skirtingai nei dauguma virusų, jie yra tokie dideli, kad juos galima pamatyti normaliame mikroskopu. Jie buvo rasti 30 metrų gylyje pakrantės tundroje.
Virusai tapo užkrečiami iškart po atgimimo. Mūsų laimei, šie konkretūs virusai užkrečia tik vienaląstes amebas. Tačiau tyrimai rodo, kad gali atsirasti ir kiti virusai, galintys užkrėsti žmones.
Be to, globalus atšilimas neturi ištirpti amžinasis šaltis, kad kiltų grėsmė. Tirpstant Arkties jūros ledui, šiaurinę Sibiro pakrantę lengviau pasiekti jūra. Akivaizdu, kad jo pramoninė plėtra tampa pelningesnė, įskaitant aukso ir mineralų gavybą, naftos gręžinių gręžimą ir gamtinių dujų gavybą.
„Šiuo metu šios sritys yra tuščios ir niekas neliečia giliųjų amžinojo įšalo sluoksnių“, - sako Claverie. „Tačiau šiuos senovinius sluoksnius galima gauti atliekant kasimo ir gręžimo darbus. Jei ten vis dar gyvena perspektyvūs virionai, tai bus katastrofa “.
Didžiausi virusai gali būti viruso protrūkio kaltininkai.
„Dauguma virusų greitai inaktyvuojami už ląstelių šeimininko ribų dėl šviesos, išdžiūvimo ar savaiminio biocheminio skilimo“, - sako Claverie. Pavyzdžiui, jei jų DNR yra pažeista ir negali būti pataisyta, virusai nustoja būti užkrečiami. Tačiau tarp žinomų virusų milžiniški virusai paprastai yra labai kieti ir patvarūs “.
Claverie sako, kad virusai gali atsirasti nuo seniausių žmonių, gyvenančių Arktyje. Mes netgi galime pamatyti ilgai išnykusių hominidų rūšių virusus, tokius kaip neandertaliečiai ir Denisovanai, kurie apsigyveno Sibire ir buvo paveikti įvairių virusinių ligų. Rusijoje buvo rasti 30–40 000 metų neandertaliečių palaikai. Žmonių populiacijos ten gyveno, sirgo ir mirė tūkstančius metų.
„Galimybė užsikrėsti virusu nuo seniai išnykusio neandertaliečio rodo, kad idėja, kad virusas gali būti„ išnaikintas “iš planetos, yra neteisinga ir suteikia klaidingą saugumo jausmą. Todėl vakcinų atsargas reikėtų saugoti tik tuo atveju. “
Nuo 2014 m. Claverie analizavo DNR kiekį amžinajame užšalime ieškodamas virusų ir bakterijų, galinčių užkrėsti žmones, genetinio parašo. Jis rado daug bakterijų, kurios gali būti pavojingos žmonėms. Bakterijos turi DNR, koduojančią virulencijos veiksnius: molekules, kurias gamina patogeninės bakterijos ir virusai, padidinančias jų galimybes užkrėsti šeimininką.
Claverie komanda taip pat atrado keletą DNR sekų, kurios, atrodo, atsirado iš virusų, įskaitant herpesą. Tačiau raupų pėdsakų dar nerasta. Dėl akivaizdžių priežasčių jie nebandė atgaivinti nė vieno patogeno.
Gali būti, kad patogenai, nuo kurių žmonės jau neįpratę, gali pasireikšti ne tik nuo ledo ar amžinojo įšalimo, bet ir kitose vietose.
2017 m. Vasario mėn. NASA mokslininkai teigė, kad jie rado 10–50 000 metų amžiaus mikrobus kristaluose Meksikos kasykloje. Šios bakterijos buvo kristalų urve, kasyklos dalyje Naizoje, šiaurinėje Meksikoje. Urve yra daug pieno baltų mineralinio selenito kristalų, kurie susiformavo per šimtus tūkstančių metų.
Bakterijos buvo įstrigusios mažose, skystose kristalų kišenėse, tačiau, kai tik jos buvo išimtos, jos atgaivino ir pradėjo daugintis. Šie mikrobai yra genetiškai unikalūs ir galbūt gali būti naujos rūšys, tačiau mokslininkai dar nepaskelbė savo darbo.
Net senesnės bakterijos buvo rastos Lechugilla urve Naujojoje Meksikoje, 300 metrų po žeme. Šie mikrobai nematė paviršiaus daugiau kaip 4 milijonus metų. Urvas niekada nematė saulės šviesos ir 10 000 metų buvo izoliuotas nuo paviršinių vandenų.
Nepaisant to, bakterijos kažkaip pasirodė atsparios 18 rūšių antibiotikams, įskaitant vaistus, kurie buvo laikomi „paskutine kliūtimi“kovojant su infekcijomis. 2016 m. Gruodžio mėn. Paskelbtame tyrime mokslininkai nustatė, kad bakterijos, žinomos kaip Paenibacillus sp. LC231 buvo atsparūs 70% antibiotikų.
Kadangi bakterijos oloje buvo visiškai izoliuotos keturis milijonus metų, jos neturėjo sąlyčio su žmonėmis ar antibiotikais, kuriuos naudojame infekcijoms gydyti. Pasirodo, jų atsparumas antibiotikams pasirodė kažkaip skirtingai.
Mokslininkai mano, kad bakterijos, kurios nekenkia žmonėms, be kitų, sukuria natūralų atsparumą antibiotikams. Tai yra, tas pats atsparumas antibiotikams egzistavo milijonus ar net milijardus metų.
Akivaizdu, kad toks atsparumas antibiotikams negalėjo išsivystyti klinikoje, vartojant antibiotikus.
Priežastis yra ta, kad daugelis grybų rūšių ir net kitos bakterijos natūraliai gamina antibiotikus, kad įgytų konkurencinį pranašumą prieš kitus mikrobus. Taip Flemingas pirmą kartą atrado peniciliną: „Petri“lėkštelėje esančios bakterijos mirė užkrėstos antibiotikus gaminančiomis pelėsiais.
Urvuose, kur trūksta maisto, organizmai turi būti negailestingi, jei nori išgyventi. Tokioms bakterijoms kaip Paenibacillus galėjo tekti išsiugdyti atsparumą antibiotikams, kad būtų išvengta konkuruojančių organizmų mirties.
Tai paaiškina, kodėl bakterijos yra atsparios tik natūraliems antibiotikams, gaunamiems iš bakterijų ir grybelių, ir sudaro apie 99,9% visų mūsų naudojamų antibiotikų. Bakterijos niekada nebuvo susidūrusios su dirbtiniais antibiotikais, todėl joms nėra atsparumo.
„Mūsų ir kitų darbas rodo, kad atsparumas antibiotikams nėra nieko naujo“, - sakė tyrimui vadovavęs mikrobiologas Hazelis Bartonas iš Akrono universiteto, Ohajas. „Mūsų organizmai nuo paviršiaus rūšių buvo atskirti per 4–7 milijonus metų, tačiau jų atsparumas genetiškai yra identiškas paviršinių rūšių atsparumui. Tai reiškia, kad šie genai yra bent jau tokie seni ir neatsirado, nes žmonės pradėjo vartoti gydymą antibiotikais “.
Nors Paenibacillis nėra kenksmingas žmonėms, teoriškai jis gali perduoti savo atsparumą antibiotikams kitiems patogenams. Kadangi tai yra izoliuota po 400 metrų uoliena, tai atrodo mažai tikėtina.
Nepaisant to, natūralus atsparumas antibiotikams antibiotikams greičiausiai yra toks paplitęs, kad daugelis bakterijų, atsirandančių iš tirpstančio amžinojo įšalo, jau gali jį turėti. Tai patvirtindami, atlikdami 2011 m. Tyrimą, mokslininkai išskyrė DNR iš bakterijų, rastų 30 000 metų amžino įšalo Beringo jūroje. Jie rado genus, koduojančius atsparumą beta laktaminiams, tetraciklino ir glikopeptidiniams antibiotikams.
Ar verta jaudintis?
Manoma, kad amžino įšalo patogeninių mikrobų atsiradimo rizika iš prigimties nėra žinoma, todėl jaudintis nereikia. Vietoj to, turime sutelkti dėmesį į aiškesnes klimato kaitos grėsmes. Pavyzdžiui, atšilus žemei, šiaurės šalys gali tapti jautresnės „pietinių“ligų, pavyzdžiui, maliarijos, choleros ir dengės, protrūkiams, nes jų sukėlėjai klesti šiltoje aplinkoje.
Taip pat yra nuomonė, kad neturėtume ignoruoti rizikos, kai negalime jos įvertinti kiekybiškai.
„Yra visiškai nulinė tikimybė, kad patogeniniai mikrobai gali vėl atsirasti ir mus užkrėsti“, - sako Claverie. „Kiek tai tikėtina, dar nežinoma, bet tikėtina. Galbūt šias bakterijas galima išgydyti antibiotikais, atspariomis bakterijomis, virusu. Jei patogenas ilgą laiką nesiliečia su žmonėmis, imuninė sistema nebus paruošta. Taigi yra pavojus “.
ILYA KHEL