Затворен в студени арктически почви и речни корита е свят, гъмжащ от древни микроби. Бактериите и вируси които са съществували преди хиляди години, са замръзнали във времето в праисторически слоеве от вечна замръзналост.
Повишаването на температурите може да причини топенето на голяма част от леда и да освободи тези микроби от техните мразовити затвори. Веднъж освободени, неизвестните патогени могат да заразят хора или други животни.
„Рискът непременно ще се увеличи в контекста на глобалното затопляне, при което размразяването на вечната замръзналост ще продължи да се ускорява и повече хора ще населят Арктика“, Жан-Мишел Клавериизчислителен биолог от университета Екс-Марсилия във Франция, който изучава древни и екзотични вируси, каза CNN.
Досега учените са изследвали само вируси на вечната замръзналост, които заразяват едноклетъчни организми, т.нар амебизащото тези вируси са безвредни и предоставят добър модел за други, които може да се крият под леда.
„Никога няма да рискуваме да изолираме вирус, който в крайна сметка може да зарази съвременните бозайници“, каза Claverie в имейл на Live Science. „Нямаме официално доказателство, че вируси, различни от вирусите, специфични за амеба, могат да оцелеят толкова дълго, но няма причина защо не, тъй като всички вируси основно имат същото свойство да бъдат инертни частици, докато са извън клетките си гостоприемници. Ние не искаме да поемем огромния риск от започване на нова пандемия с неизвестни „зомби“ вируси от далечното минало, само за да демонстрираме, че сме прави.“
От патогени, възкресени от бучки вълна на мамут, до частици, криещи се в вкаменените черва на сибирски вълк, ето осем вируса, които учените са извадили от вечната замръзналост.
1. Pithovirus sibericum
Pithovirus sibericum е един от най-големите вируси, откривани някога. С дължина около 1,5 микрометра, той е с размерите на малка бактерия и принадлежи към група, известна като „гигантски вируси“, които са двойноверижни ДНК вируси, които (с някои изключения) се виждат под светлинен микроскоп. P. sibericum изглежда като дебелостенен овал с отвор в единия край и е покрит с коркова структура и решетка, подобна на пчелна пита.
Открити са учени, търсещи неизвестни патогени P. sibericum сгушен дълбоко в ядро от древна сибирска вечна замръзналост, извлечена през 2000 г. от Колима, в руския Далечен изток. Те възкреси вируса на 30 000 години чрез излагане на проба от вечна замръзналост на амеби, които са единствените известни P. sibericum домакини. (Вирусът е безвреден за хора и други животни.)
„Нашият протокол е да поставим култури от амеба (в лабораторията) в контакт с различни проби, с надеждата, че те ще съдържат вируси, способни да заразят амебите“, каза Клавери.
Изследователите нарекоха вируса на гръцката дума „pithos“, която се отнася до големи контейнери или амфори, използвани от древните гърци за съхранение на вино и храна. Те публикуваха резултатите си в проучване от 2014 г. в списанието PNAS.
2. Mollivirus sibericum
Mollivirus sibericum беше намерено замръзнало в същата 30 000-годишна проба от сибирска вечна замръзналост като P. sibericum. M. sibericum частиците са по-малки от тези на P. sibericum (0,6 до 1,5 микрометра дължина) — но те също се виждат под светлинен микроскоп и се квалифицират като гигантски вируси. Грубо сферичният вирус е заобиколен от космат защитен слой и може да произведе и освободи 200 до 300 нови вирусни частици от всяка амеба, която инфектира.
Макар че M. sibericum не представлява опасност за хората и другите животни, откриването на два древни вируса в една проба предполага, че латентните патогени често могат да се крият във вечната замръзналост, предупредиха изследователите в проучване от 2015 г., публикувано в списанието PNAS.
„Не можем да изключим, че далечни вируси на древни сибирски човешки (или животински) популации могат да се появят отново, когато слоевете на вечната замръзналост на Арктика се топят и/или се разрушават от промишлени дейности“, пишат те в проучването.
3. Питовирусен мамут
Питовирусен мамут е вторият щам на Питовирус записан и е изолиран от буца вкаменена вълна на мамут на 27 000 години, открита на брега на река Яна в руския Далечен изток. П. мамут има голяма и удължена частица, която е с дължина 1,8 микрометра и показва подобна коркова структура като P. sibericum. Амебите са единственият му гостоприемник.
Claverie и неговите колеги описаха П. мамут в проучване, публикувано по-рано тази година. Това изследване идентифицира 13 „зомби“ вируса, възродени от сибирската вечна замръзналосттри от които – П. мамут, Мегавирусен мамут и Пандоравирусен мамут — са открити в същата праисторическа проба, съдържаща вълна от мамут.
4. Pandoravirus mammoth
П. мамут е щам от семейство вируси Pandoraviridae, които съставляват по-голямата част от вирусите, съживени от вечно замръзналата почва. Пандоравирусите са гигантски вируси, заразяващи амеба, които имат големи частици с форма на амфора с дължина до 1,2 микрометра.
Изследователите откриха П. мамут в 27 000-годишната замразена проба от вълна на мамут от брега на река Яна и в 28 600-годишното вкаменено съдържание на стомаха на мамут на Ляховските острови край бреговете на североизточна Русия.
Екипът разкри новооткрития Пандоравирус щам към култура от амеби, както и към човешки и миши клетки, което е стандартният протокол за проверка, че вирусите не могат да заразят клетките на бозайниците.
5. Pandoravirus yedoma
Pandoravirus yedoma е най-старият вирус, възкресен от вечната замръзналост до момента. Изследователите откриха 48 500-годишния патоген, заразяващ амеба, в ледени отлагания под езеро в Юкечи Алас, в руския Далечен изток. P. yedoma е един от 13-те „зомби“ вируса, описани в изследването, публикувано на 18 февруари в списанието Вируси и има голяма яйцевидна частица с дължина 1 микрометър.
Изследователите датират вируси, заключени във вечна замръзналост, с помощта на радиовъглерод, който е радиоактивен вид въглерод, който се разпада с известна скорост и може да помогне за определяне на възрастта на органичните материали. В проби, по-стари от 50 000 години обаче, оставащото количество радиоактивен въглерод е толкова малко, че съвременните техники не могат да датират точно материала.
6. Мегавирусен мамут
Мегавирусен мамут е първият вирус, открит във вечна замръзналост, който принадлежи към семейство Mimiviridae.
Мимивирусите са първите вируси, които изследователите класифицират като гигантски вируси, след като ги откриват във водата на охладителна кула в Брадфорд, Англия, през 1992 г. Мимивирусите заразяват амебите и имат частици с диаметър 0,5 микрометра и затворени в капсула с 20 идентични , триъгълни фасети. Мегавируси, като напр М. мамутпринадлежат към подсемейство на Mimiviridae и имат същите характеристики.
Изследователите са изолирали новооткрития щам от 27 000-годишна буца лед и вълна от мамут, открити на брега на река Яна, заедно с П. мамут и П. мамут.
7. Пакманвирусен лупус
Пакман вирусите са a наскоро открита група вируси, заразяващи амеба които са далечно свързани с вируса на африканската чума по свинете от семейство Asfarviridae. Учените ги кръстиха на видеоиграта „Pac-Man“, защото, когато се счупи, протеиновата обвивка изглежда като зейнала уста.
Пакманвирусен лупус е третият записан член на тази група и първият щам, изолиран от вечна замръзналост – по-специално от 27 000-годишни замразени чревни останки на сибирски вълк (Canis lupus). Учените описаха току-що размразения вирус, който откриха на площадката Яна, в изследването, публикувано по-рано тази година.
Пакман вирусите са класифицирани като гигантски вируси, но новооткритият щам е с дължина само 0,2 микрометра и е невидим под светлинен микроскоп.
8. Cedratvirus lena
Cedratviruses са гигантски вируси, заразяващи амеба, които принадлежат към подгрупа на семейство Pithovirus, което включва P. sibericum и П мамут. Учените изолираха три неизвестни досега щама на Кедър вирус на различни места в руския Далечен изток и ги описва в проучването, публикувано по-рано тази година.
Изследователите извадиха Cedratvirus лена от вечната замръзналост на калните брегове на река Лена в руския Далечен изток. Новооткритият щам има удължена частица с дължина 1,5 микрометра, която наподобява тази на P. sibericumно има две коркови структури на всеки край вместо една.
Екипът събра други две Кедър вирус щамове в руския Далечен изток: В. камчаткаот замръзнала почва на полуостров Камчатка, и C. duvannyот кал, вливаща се в река Колима в резултат на размразяване на вечна замръзналост от смесени епохи.