Mollivirus sibericum – wirus sprzed 30 tys. lat odkryty w 2015 r. w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie. Mollivirus sibericum – wirus sprzed 30 tys. lat odkryty w 2015 r. w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie. IGS/CNRS/AMU/AFP / EAST NEWS
Środowisko

Zombie niekoniecznie atakują, czyli pytanie o zamrożone patogeny

Czy globalne ocieplenie uwolni z topniejącej wiecznej zmarzliny uśpione od wieków groźne bakterie i wirusy?

Pokrywa jedną czwartą lądów północnej półkuli, w tym 85 proc. Alaski i 65 proc. Eurazji. Potrafi schodzić ponad kilometr pod powierzchnię gruntu, ale równie głęboko sięgać w przeszłość – najstarsze jej fragmenty powstały ok. 2,5 mln lat temu. Mowa o wiecznej zmarzlinie, czyli części skorupy ziemskiej pozostającej przez co najmniej dwa kolejne lata w warunkach poniżej punktu zamarzania wody i to niezależnie od pory roku. Przy czym sporo obszarów w Kanadzie czy na Syberii jest twardych jak beton od wielu tysiącleci. Cyklicznie roztapia się i ponownie tężeje jedynie cienka, mniej więcej dwumetrowa wierzchnia warstwa zmarzliny. A właściwie tak było. Do czasu globalnego ocieplenia.

Patogeny trwają długo

Ostrożne szacunki pokazują, że wzrost średniej temperatury o jeden stopień Celsjusza może oznaczać zniknięcie 2,5–3 mln km kw., czyli ponad 10 proc. światowej wiecznej zmarzliny (dla porównania: powierzchnia Polski liczy 322,5 tys. km kw.). To niepokojące, gdyż tkwią w niej rośliny, które nie zdążyły się rozłożyć. A gdy zmarzlina będzie topnieć, tę materię organiczną zaczną rozkładać mikroby, uwalniając do atmosfery gazy cieplarniane: dwutlenek węgla i metan. Może wtedy dojść do sprzężenia zwrotnego: wzrost temperatur będzie roztapiać wieczną zmarzlinę, a ulatniające się z niej związki węgla rozkręcą spiralę ocieplenia, co z kolei przyspieszy topnienie wiecznej zmarzliny i sprawi, że kolejne porcje związków węgla przeniosą się do atmosfery (więcej: POLITYKA 39/20).

Jednak nie tylko kwestie klimatyczne budzą niepokój specjalistów. W wiecznej zmarzlinie zostały uwięzione również liczne mikroorganizmy. Niektóre (np. bakterie) mogły przybrać formę przetrwalnikową, więc mogą tak przeżyć tysiące, a nawet – co sugerują niektóre badania – miliony lat.

Zmarzlina świetnie hibernuje także wirusy. Potwierdzają to najnowsze badania międzynarodowej grupy naukowców kierowanej przez uczonych z Aix Marseille University. Odkryła ona 13 nowych wirusów w próbkach pobranych na Syberii, m.in. z odwiertów wykonanych w wiecznej zmarzlinie pod dnem małego jeziora. Na szczęście są to niegroźne dla człowieka patogeny atakujące ameby. O wiele bardziej sensacyjnie zabrzmiała informacja, że udało się „ożywić” aż dziewięć spośród nowych wirusów (zarażono nimi ameby i sprawdzano, czy zaczynają się namnażać w ich komórkach), choć raczej należałoby użyć słowa „uaktywnić”, gdyż nauka nie zalicza tego typu tworów do kategorii organizmów żywych – klasyfikuje je jako chemiczne cząstki zakaźne.

Co więcej, jeden z takich uaktywnionych patogenów – Pandoravirus yedoma – został wydobyty z głębokości 16 m, czyli warstwy liczącej 48,5 tys. lat. To światowy rekord „długowieczności” wirusów. Poprzedni też został ustanowiony dzięki badaniom zespołu pod przewodnictwem naukowców z Aix Marseille University: w 2014 r. ogłosił on znalezienie w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie „sprawnego” Pithovirusa sibericum liczącego 30 tys. lat. To również niszczyciel ameb należący – jak Pandoravirus yedoma – do największych pod względem rozmiarów wirusów na Ziemi (np. patogeny grypy są ok. 10 razy mniejsze).

Przy okazji tego typu odkryć zawsze pojawia się obawa, czy bardzo stary lód i śnieg, a przede wszystkim wieczna zmarzlina, nie skrywają patogenów mogących zagrozić współczesnym roślinom i zwierzętom, w tym ludziom. Rok temu tygodnik popularnonaukowy „New Scientist” dramatycznie pytał w tytule obszernego artykułu: „Czy starożytne wirusy z topniejącej wiecznej zmarzliny mogą wywołać kolejną pandemię?”. Na dowód, że nie jest to zagadnienie, które wypłynęło wyłącznie na fali tragicznych doświadczeń z SARS-CoV-2, tygodnik przypomniał poświęcone temu właśnie pytaniu spotkanie naukowców zorganizowane przez szacowną US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine jeszcze w roku 2019.

Wąglik wywołuje panikę

Aleksander Wołkowitskij z Centre of Arctic and Siberian Exploration Ro­syjskiej Akademii Nauk przypomniał wówczas o alarmującym wypadku z 2016 r. na Półwyspie Jamalskim. Chodzi o lokalną epidemię choroby zakaźnej wywoływanej przez laseczkę wąglika (Bacillus anthracis). Rozprzestrzeniała się niczym pożar wśród hodowli reniferów: zainfekowanych zostało 2650 zwierząt, spośród których 2350 zmarło. Chorowali także ludzie z lokalnych koczowniczych grup Nieńców tradycyjnie zajmujących się hodowlą reniferów. Ponad 100 osób trafiło do szpitali, w tym 53 dzieci, a jedno z nich – 12-letni chłopiec – zmarło. Najprawdopodobniej przypadki wąglika wśród ludzi to skutek tradycyjnych praktyk Nieńców – niektórzy nadal piją świeżą krew zabitych reniferów i jedzą surowe mięso, a dzieci wyrywają z niego zębami naczynia krwionośne, z których robione są nici.

Do akcji wkroczyła nawet jednostka wojskowa przygotowana do radzenia sobie z atakami bronią biologiczną – palono m.in. namioty, sanie, odzież i inne przedmioty osobiste osób mogących mieć kontakt z laseczką wąglika. Prewencyjnie zabito też ok. 200 tys. reniferów. Historię tę opisały w mocno alarmistycznym tonie światowe media. „Przeklęte pola”, „Gdy tundra topnieje, rozstępuje się piekło”, „Choroby zombie spowodowane zmianami klimatu. Co czai się w topniejącej wiecznej zmarzlinie Arktyki?”– to przykłady nagłówków artykułów. Dziennikarzom epidemia wydała się ściśle związana ze zmianami klimatu. Rok 2016, jak i kilka poprzedzających, był bowiem wyjątkowo gorący. Dlatego podejrzenie padło na topniejącą zmarzlinę, z której mogły uwolnić się przetrwalniki bakterii wąglika. „Jeśli nie podejmiemy działań, epidemia z 2016 r. może być pierwszą z wielu” – pisał „New Scientist”.

Sprawa nie jest jednak tak prosta. O ile w literaturze naukowej można znaleźć sporo ostrzeżeń przed potencjalnymi zagrożeniami czającymi się przede wszystkim w topniejącej wiecznej zmarzlinie, o tyle w ocenie poziomu niebezpieczeństwa eksperci bardzo się różnią. Na przykład Janet Jansson z Lawrence Berkeley National Laboratory, która od lat bada różnorodność biologiczną zmarzliny, sceptycznie podchodzi do traktowania jej jako rezerwuaru potencjalnych patogenów. „Większość znalezionych tam drobnoustrojów jest podobna do tych, na które można natrafić w większości gleb i w niektórych środowiskach morskich. Nie sądzę więc, że zawiera więcej patogenów niż jakiekolwiek inne środowisko” – stwierdziła w rozmowie z „New Scientist”.

Wątpliwości budzi też sama jamalska epidemia wąglika. Do dziś nie udało się bowiem zidentyfikować jej źródła, a w 2020 r. naukowcy z University of Alaska w Fairbanks oraz w Anchorage opublikowali w czasopiśmie naukowym „EcoHealth” sceptyczną analizę tego przypadku. Wskazują w niej, że niezależnie od rosnących temperatur, do lokalnej epidemii i tak pewnie by doszło. Po pierwsze, lokalne władze zastopowały w 2007 r. akcję rutynowych szczepień hodowanych reniferów, uzasadniając to tym, że Półwysep Jamalski stał się wolny od wąglika. Po drugie, od 1950 r. ponadtrzykrotnie wzrosła w tym regionie liczba tych zwierząt. Ich wypasanie mogło więc przyczynić się do istotnego zredukowania roślinności tworzącej „warstwę izolacyjną” gleby, a przez to łatwiej ulegała ona erozji i uwalniała formy przetrwalnikowe laseczki wąglika obecne w tym regionie od stuleci. A rosnąca populacja reniferów, w dodatku coraz mniej odporna na bakterie wąglika, była bardzo sprzyjającym środowiskiem dla wybuchu epidemii.

Amerykańscy naukowcy piszą również, że właściwie tylko ten mikrob budzi obawy w kontekście topniejącej wiecznej zmarzliny. Wirusy grypy czy ospy prawdziwej raczej nie mają szans w niej przetrwać. Potwierdzają to nieudane próby „ożywienia” słynnego patogenu „hiszpanki” z fragmentów tkanek osób zmarłych i pochowanych w zamarzniętej ziemi. Natomiast udało się znaleźć w nich pokawałkowany materiał genetyczny cząstek zakaźnych, który posłużył w 2005 r. do (bardzo kontrowersyjnej i pracochłonnej) rekonstrukcji wirusa grypy podtypu (A)H1N1 odpowiedzial­nego za pandemię z lat 1918–20. Inaczej ma się sprawa z gigantycznymi amebożernymi wirusami – one zdołały przetrwać dziesiątki tysięcy lat w wiecznej zmarzlinie, bo są ewolucyjnie przystosowane do przebywania w glebie i niskich temperaturach. Wirusy grypy działają zaś w ciepłych ciałach zwierząt.

Podobne doświadczenia ma Michael Zimmerman z University of Pennsylvania, który od ponad trzech dekad bada zmumifikowane ciała. W 2018 r. opowiedział on amerykańskiemu radiu publicznemu NPR o odkryciu świetnie zachowanego – dzięki pochówkowi w zmarzlinie Alaski – ciała człowieka zmarłego przed setkami lat na bakteryjne zapalenie płuc. Paleopatolog pobrał próbki tego organu, w których wyraźnie dostrzegł pod mikroskopem chorobotwórcze mikroby. Ale kiedy próbował je rozmrozić i ożywić, zakończyło się to fiaskiem. Z kolei w latach 90. Rosjanie ponieśli podobną porażkę z wirusem ospy prawdziwej wydobytym z ciała osoby pochowanej w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie. Udało im się wyizolować jedynie fragmenty patogenu.

Niebezpieczeństwo czai się gdzie indziej

Niemal zupełnym science fiction wydaje się więc scenariusz katastroficzny. Bo żeby się zrealizował, trzeba byłoby znaleźć zamrożone i świetnie zachowane np. ciało któregoś z wymarłych przed kilkudziesięcioma tysiącami lat gatunków ludzi, neandertalczyków lub denisowian (tych drugich znanych wyłącznie z maleńkich fragmentów kości oraz zrekonstruowanego DNA), którego zabił jakiś groźny patogen lub był jego nosicielem. W dodatku taki, wobec którego współcześni Homo sapiens byliby bezbronni. No i musiałby jeszcze przetrwać hibernację w nienaruszonym stanie, a następnie „obudzić się” oraz skutecznie zainfekować jakąś osobę, która przekazałaby go innym, wywołując epidemię czy pandemię.

Dlatego przywołane już spotkanie w 2019 r. zorganizowane z inicjatywy amerykańskiej akademii nauk zakończyło się dość ogólnikowym apelem, by zwiększyć nadzór nad ewentualnymi niepokojącymi przypadkami chorób w Arktyce. Po to, by jak najszybciej wykryć wszelkie ogniska epidemii spowodowane przez starożytne patogeny i zdusić je w zarodku.

Zagrożenie to wydaje się jednak raczej teoretyczne. W przeciwieństwie do rezerwuaru patogenów, jakim są żyjące obok nas zwierzęta, które były źródłem epidemii np. grypy, AIDS czy ­Covid-19.

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną