Всичко обикновено започва в навечерието на Хелоуин, разказва д-р Арвин Едуардс, микробиолог по околната среда от университета „Абъристуит“. Докато медиите се надпреварват да публикуват страховити истории по случай празника, новинарските емисии се изпълват с разкази за „зомби вируси“, които могат да бъдат „освободени от топящата се вечна замръзналост“.

Подобни истории несъмнено раждат заглавия, които привличат кликове. Но става ли дума за реална заплаха, която действително тревожи учените?

Завръщането на вирус, замръзнал преди 48 500 години

Особено широк отзвук получи изследване, публикувано през 2024 г., в което екип от френския университет „Екс-Марсилия“ успя да „съживи“ вирус, останал замръзнал във вечната замръзналост в продължение на 48 500 години, и да го накара да зарази едноклетъчна амеба.

„Следващата пандемия може да бъде причинена от вирус, появил се от тази замръзнала арктическа почва – пермафроста“, смело заяви пред медиите ръководителят на проекта Жан-Мишел Клавери.

По думите му потенциалните последици биха могли да бъдат дори по-тежки от пандемия, причинена от грипен вирус, коронавирус или представител на което и да било познато вирусно семейство. Причината е, че патогенът може да принадлежи към напълно неизвестна еволюционна линия, с която съвременният Homo sapiens никога досега не се е сблъсквал.

Ако това наистина е възможно, епидемиите, покосили коренното население на Америка след пристигането на европейците, биха изглеждали като обикновена хрема в сравнение с подобна заплаха.

Звучи ужасяващо, нали? Д-р Едуардс, който изследва микробните общности в Арктика, обаче изобщо не е убеден.

„Работя в областта на арктическата микробиология от 20 години и досега не съм видял никакви доказателства, че това е реален проблем. Казано съвсем откровено – ако беше такъв, аз вероятно щях да бъда пациент номер нула, защото се намирам точно на огневата линия“, казва той пред IFLScience.

„Всички тези твърдения са стъпили върху наистина, наистина тънък лед. Когато бъдат подложени на внимателна проверка, те не издържат. Не познавам нито един учен, който работи активно в областта на арктическата микробиология и да приема тази опасност особено сериозно“, продължава Едуардс.

Рискът е малък, но не е нулев

Според него рискът е успокояващо нисък, но не може да бъде напълно изключен. Микроорганизми обитават практически всяка природна среда на Земята, включително някои от най-суровите места на планетата. Ледените покривки, ледниците и вечната замръзналост не са изключение, въпреки ниските температури и недостига на хранителни вещества.

Сред микробите, които живеят в замръзнала среда, несъмнено има патогени. Някои от тях вероятно дори са способни да заразяват хора. Въпросът обаче е какъв е действителният риск. Почвата в двора ви също вероятно гъмжи от потенциално опасни микроорганизми, но едва ли бихте облекли защитен костюм за работа с опасни вещества, преди да се заемете с градинарство.

„В почвата на вечната замръзналост има патогени просто защото патогени има във всички видове почви по света. Но те няма да причинят следващата пандемия“, допълва Едуардс.

Карта на НАСА на Северното полукълбо, показваща разпространението на вечната замръзналост. Източник на изображението: карта на NASA Earth Observatory, изготвена от Джошуа Стивънс с данни от National Snow and Ice Data Center.

Замръзналите жертви на минали пандемии

Въпреки това някои части от земната криосфера може да крият по-големи рискове от други. Сред тях са например замръзналите гробища, в които са погребани жертви на минали пандемии.

През 90-те години на XX век започва мащабно издирване на генетичен материал от грипния вирус, причинил пандемията от 1918 г., известна като „испански грип“. Това е изключително опасен щам, отнел живота на около 50 милиона души, а вероятно и на много повече. Учените се надяват, че секвенирането на вируса ще помогне за разработването на ваксини и терапии, в случай че подобен щам някога се появи отново.

Телата на жертви, погребани и съхранени в замръзнала среда, се превръщат в обещаващ източник на материал. Един от проектите, ръководен от медицинския географ Кърсти Дънкан, която по-късно става министър на науката и спорта на Канада, се съсредоточава върху гробище в стария миньорски град Лонгйирбюен на архипелага Свалбард. Там били погребани няколко норвежки миньори, починали от грипа през 1918 г. Съвсем разбираемо, екипът подхожда с изключителна предпазливост.

„Мерките за сигурност бяха огромни. За целия проект бяха похарчени около 4 милиона долара. Участваше международен екип от учени, патолози, микробиолози, вирусолози, геолози – всякакви специалисти“, обяснява Едуардс.

Въпреки големите очаквания проектът в крайна сметка дава твърде оскъдни резултати. Екипът открива телата, но не успява да извлече от тях използваем вирусен материал.

Оказва се, че миньорите са били погребани в плитки гробове, разположени в т.нар. „активен“ слой на вечната замръзналост, който се размразява и раздвижва сезонно. В продължение на осем десетилетия телата непрекъснато се повдигали и потъвали, замръзвали и се размразявали със смяната на сезоните. Заедно с тъканите постепенно се разградил и съдържащият се в тях грипен вирус.

Как е открит вирусът на грипа от 1918 г.

Друг подобен опит, този път в Съединените щати, в крайна сметка се оказва по-успешен, макар за това да са необходими две експедиции, проведени през няколко десетилетия.

През 1951 г. млад патолог от шведски произход на име Йохан Хултин заминава за Бревиг Мишън в Аляска – село, опустошено от грипната епидемия през 1918 г. Хултин ексхумира няколко тела от вечната замръзналост и взема проби от белодробна тъкан с надеждата да изолира жив вирус.

Доста шокиращо от съвременна гледна точка е, че той обработва част от пробите чрез пипетиране с уста – отдавна изоставен метод, при който учените засмукват течността в пипетата през тръбичка.

Добрата новина е, че по някакъв начин Хултин не се заразява. Лошата е, че пробите не дават никакъв полезен резултат.

Десетилетия по-късно, през 1997 г., приблизително по времето, когато Дънкан работи в Свалбард, Хултин научава за новите опити за секвениране на печално известния грипен вирус. Изследванията се ръководят от екипа на вирусолога Джефри Таубенбергер. Вече пенсиониран и над 70-годишен, Хултин се свързва с него и предлага двамата да се върнат в Бревиг Мишън.

Само седмица по-късно Хултин отново потегля към отдалеченото село в Аляска заедно с изследователски екип. В багажа си носи дори градинарската ножица на съпругата си, която да използва при разкопките.

Този път проектът успява да се сдобие с проби от заразена тъкан, взети от жена от народа инупиат, починала по време на пандемията близо 80 години по-рано. Тази проба, заедно с други материали, е използвана за възстановяването на пълната генетична последователност на вируса от 1918 г. – забележително постижение, публикувано през 2005 г.

От тези случаи могат да се извлекат много поуки. В контекста на настоящия материал обаче най-важният извод е, че дори най-опасният вирус на XX век трудно може да бъде върнат към живот от леденото си убежище, за да предизвика ново бедствие.

Замръзнали северни елени предизвикват огнище на антракс в Сибир

Някои по-устойчиви микроорганизми обаче може да представляват по-реална заплаха. Bacillus anthracis – бактерията, причиняваща антракс – образува спори, които са „изключително, изключително устойчиви“, отбелязва Едуардс. Самата бактерия е широко разпространена и се среща в около една трета от почвите по света, включително във вечната замръзналост.

Възможността подобни замръзнали бактерии да се активизират отново не е сюжет от научната фантастика. Това действително се случва преди около едно десетилетие.

През лятото на 2016 г. полуостров Ямал в Северозападен Сибир е обхванат от гореща вълна, която размразява значителни площи от вечната замръзналост. Заедно с нея се активират и спорите на антракса, останали скрити в замръзнали трупове на северни елени. Така те са събудени отново за живот.

Инфекцията успява да се разпространи, убива хиляди северни елени и изпраща в болница десетки пастири номади. Един от тях умира.

Огнището е трагично, но дори в този случай Едуардс внимава да не преувеличава опасността.

„Особеното при антракса е, че той не се причинява от вирус, а от бактерия. Не се предава пряко от човек на човек или от животно на животно. След заразяването разпространението до голяма степен приключва с конкретния гостоприемник“, обяснява той.

„Разполагаме с ефективни антибиотици и добри ваксини срещу антракс. Така че, ако по някаква причина той започне да се разпространява, бихме могли да го овладеем“, допълва микробиологът.

Заплаха и за растенията

Заболяванията при хората не са единствената причина за тревога.

През 2014 г. учени от Калифорнийския университет в Сан Франциско посещават ледено поле в Юкон, където откриват замръзнали изпражнения, оставени от карибу преди около 700 години. След като анализират пробата в лаборатория, те идентифицират пълен ДНК геном и частичен РНК геном на вирус.

Екипът установява, че вирусът е далечен родственик на съвременните геминивируси, които заразяват растенията. При последвалите експерименти учените успяват да заразят с него тютюневи растения.

Не е трудно да си представим как един ден подобен вирус достига до земеделските култури и предизвиква сериозни сътресения в селското стопанство и световната хранителна система.

„Растителният вирус няма да предизвика пандемия сред хората, но растителните патогени могат да доведат до недостиг на храна, да разтърсят цели икономики и да засегнат милиони, дори милиарди хора. Към подобни рискове трябва да се отнасяме внимателно“, обяснява Едуардс.

Къде се крие истинската заплаха

Истинската биологична опасност от размразяването на вечната замръзналост може да се прояви по далеч по-незабележим, но не и по-малко тревожен начин. С покачването на температурите Арктика е подложена на все по-силен натиск, а взаимоотношенията между патогените и дивите животни се променят. Това увеличава вероятността нови зоонозни заболявания да преминат от животните към хората.

Обзорно изследване от 2024 г., публикувано в списание mSystems, сравнява пряко двата възможни източника на риск. Авторите стигат до заключението, че огнища на заболявания, причинени от вируси с животински произход, е много по-вероятно да възникнат вследствие на контакт със съществуващи диви животни в Арктика и субарктическите области, отколкото от вируси, освободени от самата вечна замръзналост.

Този процес вече се наблюдава в арктическите и бореалните области на Северна Америка. Там човешката дейност навлиза все по-дълбоко в природна среда, която и без това е поставена под силен натиск.

Научна публикация от 2021 г. обяснява как арктическите и бореалните екосистеми се променят бързо вследствие на затоплянето, навлизането в естествените местообитания и разрастването на човешката дейност. Това нарушава установените взаимоотношения между организмите гостоприемници и патогените.

Промяната може да повиши вероятността от появата на нови заболявания или от завръщането на стари инфекции, както и от преминаването им към човешки популации – особено към коренните общности.

„Когато говорим за появата на нови заболявания, трябва да обръщаме особено внимание на държавите с богато биологично разнообразие, в които човешката дейност все повече навлиза в природната среда – чрез обезлесяване, незаконна търговия с диви животни и застрашени видове и други подобни практики. Те ни поставят в пряк контакт с нарушени екосистеми, в които циркулират множество вируси“, допълва Едуардс.

Големият проблем

Има и една много по-вероятна, макар и не толкова сензационна опасност, която замръзналите микроорганизми могат да отключат. С повишаването на температурите огромен брой бактерии ще станат по-активни в Арктика и в други покрити с лед региони. Когато метаболитните им процеси се ускорят, те ще започнат да отделят огромни количества парникови газове, сред които въглероден диоксид и метан.

Точното количество парникови газове, което може да бъде освободено, все още е предмет на научни спорове. Изследване от 2024 г. на учени от Щатския университет на Колорадо, публикувано в Nature Microbiology, обаче предполага, че до 2100 г. въглеродният диоксид и метанът, отделени при размразяването на вечната замръзналост, могат да достигнат мащаба на емисиите на големи индустриални държави.

Това ще доведе до още по-силно затопляне на земния климат, което на свой ред ще размрази по-дълбоки ледени пластове и ще активира живеещите в тях микроорганизми. Така може да се задвижи опасен самоподсилващ се процес.

Според Едуардс именно този проблем заслужава да попада в заглавията.

„Това е истинската опасност“, подчертава той. „Реалната заплаха, свързана с вечната замръзналост, са парниковите газове, съхранявани в нея в продължение на хилядолетия, които могат да бъдат освободени за кратко време и в огромни количества – най-вече метан, но също и въглероден диоксид.“

Това е сложен процес, който трудно може да бъде обяснен с едно кратко и сензационно заглавие. Но ако микроорганизмите от вечната замръзналост някога нанесат сериозни щети на човечеството, най-вероятно ще го направят именно по този начин.

Източник: IFLScience; превод и редакция: Владимир Тодоров