Παθογόνα “μαύροι κύκνοι” από αρχαίους πάγους ετοιμάζονται να ξυπνήσουν λόγω της κλιματικής αλλαγής

Αρχαία παθογόνα που έχουν αποκλειστεί εδώ και εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια αρχίζουν να αναδύονται από τους μόνιμους πάγους της Γης καθώς εξαπλώνεται η κλιματική αλλαγή.

Περίπου το 1% αυτών των παθογόνων θα μπορούσε να αποτελέσει σημαντικό κίνδυνο για τα σύγχρονα οικοσυστήματα, σύμφωνα με μια μελέτη.

“Είναι η πρώτη προσπάθεια να μοντελοποιήσουμε την πιθανή οικολογική επίδραση αυτών των ειδών εισβολέων που ταξιδεύουν στο χρόνο”, είπε ο Giovanni Strona, καθηγητής οικολογικών δεδομένων στο πανεπιστήμιο του Ελσίνκι και συν-συγγραφέας της μελέτης.

Οι μόνιμοι πάγοι της Γης (permafrost) είναι ένα μείγμα χώματος, χαλικιού και άμμου που συνδέονται μεταξύ τους με πάγο.

Βρίσκονται είτε πάνω είτε κάτω από την επιφάνεια της Γης σε περιοχές της Αρκτικής, όπως τμήματα της Αλάσκας, της Γροιλανδίας, της Ρωσίας, της Κίνας και της Βόρειας και Ανατολικής Ευρώπης.

Όταν σχηματίζεται μόνιμος πάγος, μικρόβια όπως βακτήρια και ιοί μπορούν να παγιδευτούν μέσα σε αυτόν και να επιβιώσουν σε κατάσταση αναστολής για χιλιάδες ή και εκατομμύρια χρόνια. Οι θερμότερες περίοδοι μπορούν να ξεκινήσουν μεταβολικές διεργασίες οι οποίες επιτρέπουν σε αυτά τα αδρανοποιημένα μικρόβια να επανενεργοποιηθούν και να αναπαραχθούν.

Εν μέσω της υπερθέρμανσης του πλανήτη, ορισμένα από αυτά τα μικρόβια, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν ασθένειες στον άνθρωπο και τα ζώα, απελευθερώνονται καθώς ο μόνιμος παγετός… ξεπαγώνει. Το 2016, ένα ξέσπασμα μόλυνσης ζώων από άνθρακα στη Σιβηρία σκότωσε χιλιάδες τάρανδους και επηρέασε δεκάδες ανθρώπους, κάτι που οι επιστήμονες απέδωσαν στο λιώσιμο του τοπικού μόνιμου παγετού.

Αυτά τα παθογόνα αποτελούν πιθανό κίνδυνο επειδή οι άνθρωποι και άλλοι ζωντανοί οργανισμοί που ζουν σήμερα δεν έχουν εκτεθεί καθόλου σε αυτά για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Έτσι έχουν λίγες ή και ανύπαρκτες άμυνες εναντίον τους.

«Εάν τα παθογόνα ζουν δίπλα σε βακτηριακές, ανθρώπινες ή ζωικές κοινότητες για μεγάλο χρονικό διάστημα, μπορείτε να περιμένετε κάποια συνεξέλιξη μεταξύ των παθογόνων και της τοπικής κοινότητας, η οποία μειώνει τον κίνδυνο που θέτουν τα παθογόνα για τα οικοσυστήματα”, δήλωσε ο Strona. “Αλλά όταν έχεις έναν εισβολέα που… ταξιδεύει στον χρόνο, έχεις ξεκάθαρα την εισαγωγή νέων στοιχείων κινδύνου”.

Για να εκτιμήσουν το πώς αυτά τα αναδυόμενα παθογόνα θα μπορούσαν να επηρεάσουν τα σύγχρονα οικοσυστήματα, ο Strona και η ομάδα του προσομοίωσαν ψηφιακά την εξέλιξη παθογόνων-ιών, τα οποία ήταν σε θέση να μολύνουν και να προκαλέσουν ασθένειες σε ξενιστές-βακτήρια.

Στην προσομοίωση, τα ψηφιακά μικρόβια έπρεπε να ανταγωνιστούν μεταξύ τους και με τους περιβάλλοντες οργανισμούς για πόρους, μια διαδικασία που μιμείται αυτό που συμβαίνει στον πραγματικό κόσμο. Μερικοί από τους ιούς μόλυναν και σκότωσαν ένα κλάσμα των ξενιστών-βακτηρίων, ενώ άλλοι βακτηριακοί ξενιστές ανέπτυξαν ανοσία έναντι των εξελισσόμενων παθογόνων.

“Μολύνοντας» το 5% των σύγχρονων ξενιστών-βακτηρίων (δηλαδή βακτηρίων που έχουν εξελιχθεί σε πιο πρόσφατες γενιές) με αρχαία παθογόνα-ιούς από πολύ προηγούμενες γενιές, η ομάδα διαπίστωσε ότι το 1% των ιικών παθογόνων θα μπορούσε να διαταράξει σημαντικά τις πιο πρόσφατα εξελιχθείσες βακτηριακές κοινότητες.

Ορισμένοι από τους ιούς-εισβολείς προκάλεσαν την εξαφάνιση του 32% των βακτηρίων, ενώ άλλοι προκάλεσαν την αύξηση της ποικιλότητας των βακτηρίων έως και 12%.

Η ομάδα ονόμασε τα παθογόνα του 1% «μαύρους κύκνους», ονομασία που αναφέρεται σε ένα σπάνιο μεν, αλλά πιθανό και εξαιρετικά ξεχωριστό γεγονός. Υποστήριξαν ότι, αν και η πιθανότητα να αναδυθούν και να προκαλέσουν όλεθρο είναι χαμηλή, ο αντίκτυπός τους θα ήταν καταστροφικός, επομένως θα πρέπει να ληφθούν υπόψη σε μελλοντικά σενάρια για το κλίμα.

“Ως κοινωνία, πρέπει να κατανοήσουμε τον πιθανό κίνδυνο που ενέχουν αυτά τα αρχαία μικρόβια, ώστε να μπορούμε να προετοιμαστούμε για τυχόν ακούσιες συνέπειες της απελευθέρωσής τους στον σύγχρονο κόσμο”, δήλωσε ο συν-συγγραφέας Corey Bradshaw, από το πανεπιστήμιο Flinders της Αυστραλίας. “Τα αποτελέσματα μας λένε ότι ο κίνδυνος δεν είναι πλέον απλώς μια φαντασίωση που δεν χρειάζεται να είμαστε έτοιμοι να αμυνθούμε”.

Ο αντίκτυπος αυτών των παθογόνων μπορεί να φτάσει ακόμη και στον ανθρώπινο πληθυσμό, είπε ο Strona. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί όταν οι άνθρωποι έρθουν σε άμεση επαφή με παθογόνα από τον μόνιμο παγετό της Γης ή όταν κολλήσουν ασθένειες από ζώα μολυσμένα με τέτοια αρχαία παθογόνα.

Ωστόσο, πρόσθεσε ότι η μελέτη βασίζεται εξ ολοκλήρου σε προσομοιώσεις υπολογιστή που μοντελοποιούν τον τρόπο με τον οποίο οι ιοί μολύνουν τα βακτήρια. Επομένως απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να αποσαφηνιστούν οι πραγματικοί κίνδυνοι που για τα ζώα και τους ανθρώπους στον πραγματικό κόσμο.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο PLOS Computational Biology.

Πηγή: https://www.livescience.com

φωτό: iStock