Zombie-virusi izazivaju infekcije i nakon što su 48.500 godina proveli zamrznuti u permafrostu

Možemo mi raspravljati koliko hoćemo o tome je li globalno zatopljenje realnost ili je sve samo zavjerenički prenapuhana panika koju iz boktepita kojih interesa šire razne Thunbergice i Zeleni, ali je neminovna činjenica da na Arktiku sve toplija ljeta i sve kraće zime zaista otapaju vječni led i permafrost – smrznuti sloj tla ispod površine zemlje – otkrivajući slojeve Zemljine geološke i biološke prošlosti iz kojih bi se, nakon što su u polarnom zamrzivaču mirovali deset tisuća godina, mogle osloboditi bakterije i virusi s potencijalom ugrožavanja zdravlja ljudi i životinja.

Tundre i tajge kao vremenske kapsule

Scenarij smrtonosne pandemije izazvane bolešću iz daleke prošlosti probuđenom iz ledenog sna zaista zvuči poput radnje znanstveno-fantastičnog filma, ali znanstvenici vrlo ozbiljno upozoravaju da su takvi rizici događaja, mada statistički maleni, ipak vrlo potcijenjeni. Apokaliptičnoj prijetnji odmrznutim, mrtvim-a-živim „zombi“ mikroorganizmima osim toga treba pribrojiti i kemijski radioaktivni otpad koji još iz doba Hladnog rata stoji uskladišten u permafrostu kako ne bi naštetio divljim životinjama i poremetio ekosustave, a također se može osloboditi tijekom otapanja.

S ledenom kapom Zemljinih polova i permafrostom događaju su potencijalno neugodne stvari koje zabrinjavaju naši znanstvenici, jer nam dokazuju koliko je važno zadržati što više sadašnjeg leda u smrznutom stanju, upozorava. Kimberley Minerklimatolog u NASA-inom laboratoriju u Kalifornijskom institutu za tehnologiju u Pasadeni, Kalifornija.

Permafrost predstavlja značajan dio globalnog ekološkog sustava, jer prekriva petinu sjeverne hemisfere, tisućljećima održavajući ledene okove u područjima arktičkih pustopoljina (tundra) i borealne crnogorične šume (tajge) Aljaske, Kanade i Rusije. Razlog zašto je permafrost dobar medij za dugovječnu pohranu biološkog materijala nije samo zato što je smrznut; vječno ledeno tlo je osim toga prostora bez kisika u kojem ne prodire ni svjetlost, dakle doslovce ima karakteristike koje suvremena prehrambena industrija ističe kao preporuku za održavanje dugotrajne svježine: „Čuvati zaštićeno od zraka, na hladnom i tamnom mjestu“.

Vječno smrznuta zemlja služi kao neka vrsta vremenske kapsule, čuvajući – osim drevnih virusa – i mumificirane ostatke brojnih izumrlih životinja koje su znanstvenici posljednjih godina uspjeli iskopati i proučavati, uključujući mladence špiljskog lava ja vunastog nosoroga. Ustvari, ako ćemo iskreno, uopće nisu iskopani nego su se sami pojavili nakon što se otopilo iznad permafrosta starog 30.000 godina. Jer, arktičke se regije zagrijavaju i do četiri puta brže od ostatka planeta, što gornji sloj nekada ledeno okamenjenog permafrosta pretvara u normalno, blatnjavo tlo omekšano vodom iz odmrznutog leda. A u njemu se razbuđuju i oslobađaju svi virusi i bakterije kojima je u pradavnom dobu vrijeme stalo, zarobljeno ledenim okovom.

Kako bi bolje razumio potencijalne rizike koje bi okolišu i ludima mogli donijeti odmrznuti prethistorijski virusi, Jean-Michel Claverieprofesor medicine i genomike na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Aix-Marseille u Marseilleu, testirao je uzorke zemlje uzete iz sibirskog permafrosta kako bi provjerio postoje li u njima virusne čestice i jesu li nakon odmrzavanja sposobne funkcionalno živjeti. Ako shvatimo da je „funkcionalno živjeti“ samo znanstvena metafora za potencijalnu sposobnost zaražavanja živih stanica koju bi odmrznuti virusi mogli imati, jasno je da profesor Claverie u načelu prekopava po smrznutoj zemlji u potrazi za onim što opisuje naziv „zombi-virus“. A sve ovo ne biste čitali – već pogađate – da ih nije i pronašao.

Lovac na smrznute divovske viruse

Claverie se sa svojim timom bavi detaljnim istraživanjem jedne vrste virusa koju su prvi put otkrili prije dvadeset godina, još 2003. Poznati su pod nadimkom divovski virusi jer su mnogo veći od tipičnih današnjih virusnih vrsta, vidljivi su već i običnim svjetlosnim, a ne samo snažnim elektronskim mikroskopima, što ih čini pogodnim modelom za ovakvu vrstu proučavanja.

Ta posvećenost detaljnoj analizi vitalnosti virusa zamrznutih u permafrostu djelomično je inspirirana rezultatima prethodnih istraživanja ruskih znanstvenika koji su 2012. godine oživjeli divlji cvijet iz sjemena pronađenog u smrznutoj jazbini vjeverice iz ledenog doba. Baš poput urnebesno histeričnog sabljozubog Scrata koji u crtiću „Ice Age“ manijakalno pokušava uloviti i pospremiti žir da mu se nađe kao hrana u dugim zimskim tisućljećima ledenog doba, tako su i pra-vjeverice prije tridesetak tisuća godina zaista sakupljale plodove i sjemenke, pa ih spremale u svoje tajne ostave. Jedna od tih sjemenki, prvi put odmrznuta iz permafrosta nakon 32.000 godina duge hibernacije, izrasla je u lijepu biljčicu s bijelim cvjetovima, izravnog pretka današnje arktičko-sibirske pušine (Sylene stenophylla).

Potaknuti uspješnim oživljavanjem pretpovijesnog cvijeća iz sjemenki smrznutih u permafrostu, znanstvenici su marljivo prionuli u prikupljanje uzoraka smrznutog tla sibirskih i arktičkih tajgi i tundri, te potragu za mogućim znakovima života u vidu vrlo malenih životinjskih organizama: odmržavanjem su uspješno vratili u život i još neke primitivne životinjske vrste, poput nematoda (oblića, glista) iz roda Panagrolimaim ja Pletenicai mikroskopski višestanični organizmi u koje se biolozi svrstavaju bdelloidni mesojedi (ne, nisam izmislio, zaista se tako nazivaju).

A onda je iz jednog od uzoraka dobivenih svrdlanjem u duboke slojeve sibirskog tla Claverie 2014. godine nakon toga uspio preživjeti virus kojeg su on i njegov tim izolirali iz permafrosta, te su ga nakon 30.000 godina ponovno učinili zaraznim: uspješno su njime inficirali A. castellanii, laboratorijski kultivirane amebe, jednostavne jednostanične organizme. Iz opreza i radi sigurnosti, Claverie je u proučavao isključivo permafrostne Pitovirusvirusne sojeve koji mogu zaražavati samo amebe, ali ne i životinje ili ljude.

Taj znanstveni podvig ponovio je godinu dana poslije, izolirajući drugu vrstu virusa (Mollivirus sibericum), kojim je nakon odmrzavanja također uspješno inficirao laboratorijske amebe, au svom najnovijem istraživanju objavljenom 18. veljače u časopisu VirusiClaverie i njegov tim izolirali su čak 13 posve novih sojeva drevnih virusa iz uzoraka permafrosta uzetih sa sedam različitih mjesta diljem Sibira, te su dokazali kako svaki od tih sojeva poslije odmrzavanja (neki od njih nakon punih 48.500 godina hibernacije) još uvijek posjeduje dovoljnu vitalnost da može zaraziti uzgojene stanice amebe. „Najmlađi“ virus iz te skupine star je 27.000 godina i izoliran je iz želuca mamuta smrznutog na dnu podzemnog jezera, 16 metara ispod površine permafrostnog tla.

Smrznute boginje i španjolska gripa

Pitanje koje se postavlja nakon što su deseci vrsta virusa nakon odmrzavanja iz permafrosta ponovo oživjeli i postali razni dolazi logično i samo od sebe: kriju li se u premafrostu (koji se posljednjih godina spontano odmrzavao na sve većem teritoriju nekadašnjeg naizgled vječnog leda) i tragovi postojanja virusa i bakterija koje mogu zaraziti ljude?

Odgovor je jednako tako logičan: da, naravno da postoje… i već su pronađeni u permafrostu. Ne moramo ići čak ni jako daleko u prošlost kako bismo pronašli smrznute viruse koji su svojedobno uzrokovali smrtonosne bolesti ljudi: primjerice, u selu na poluotoku Seward na Aljasci je iz ženskog tijela ekshumiranog iz permafrosta 1997. godine analiziran uzorak tkiva pluća, koji je sadržavao je genomski materijal virusa utjecaj H1N1 odgovornog za pandemiju španjolske gripe 1918/19., koja je tijekom te dvije godine inficirala jednu trećinu tadašnje svjetske populacije i usmrtila preko 50.000.000 ljudi. A 2012. godine znanstvenici su potvrdili da 300 godina stari, ledom mumificirani ostaci žene pokopane u Sibiru sadrže genetske potpise virusa koji uzrokuje prave boginjevelike boginje, bolest koja je cijepljenjem potpuno iskorijenjena s lica Zemlje još 1970-ih godina.

Između srpnja i kolovoza 2016. u Sibiru se dogodilo izbijanje lokalne epidemije antraks (bedrenice), zoonoze (bolesti koja se prenosi između ljudi i životinja), a kojom je bilo zaraženo stotinjak ljudi i više od 2000 subova. Epidemiološki tim zadužen za razjašnjenje ovako masovnog izbijanja te inače rijetke infekcije otkrio je kako je širenje antraksa posljedica odmrzavanja permafrosta tijekom tadašnjih iznimno vrućih sibirskih ljeta, što je omogućilo stare spore Bacillus anthracis ponovno izroniti iz starih groblja davno umrlih ljudi i životinjskih lešina.

U svjetlu tih činjenica i dokaza da se iz odmrznutog permafrosta mogu osloboditi i ponovno oživjeti živahni uzročnici vrlo ozbiljnih bolesti i pandemija, bilo bi nerazumno ignorirati potencijalne rizike koje zatopljenje i spontano otapanje polarnog leda i permafrosta donosi ljudima. Jer, problem nije samo u bakterijama i virusima: problem je iu nama kao živućoj vrsti koja je u imunološkom smislu evoluirala i promijenila se u odnosu na imunitet kakav smo posjedovali prije davnih 25.000 ili 50.000 godina.

Tako je i Birgitta Evengårdprofesorica na Odsjeku za kliničku mikrobiologiju Sveučilišta Umea u Švedskoj, naglasila je da treba kvalitetno pratiti rizik od patogenih mikroorganizama koji oslobađaju otapanje permafrosta, ali je istovremeno protiv paničnog, alarmantnog pristupa. “Moramo uzeti u obzir da se naša imunološka obrana razvija i formira u bliskom kontaktu s našim mikrobiološkim okolišem”, piše Evengård, član Nordijskog centra izvrsnosti CLINF, grupa koja istražuje učinke klimatskih promjena na pojavu zaraznih bolesti kod ljudi i životinja u sjevernim krajevima. „Ako u permafrostu postoji skriveni virus s kojim tisućama godina nismo bili u kontaktu, moguće je da naša današnja imunološka obrana više nije dovoljna za borbu protiv infekcija“, rekla je. „Ispravan pristup je ispoštovati te činjenice i ponašati se proaktivno i preventivno, a ne samo reaktivno, paničnim gašenjem požara nakon što već bukne. Najbolji način za borbu protiv panike i straha je posjedovanje znanja.“

Vjerojatnost širenja virusa prelijevanjem

A ako govorimo o posjedovanju znanja o toj temi, treba istaknuti da znanstvenici još uvijek ne znaju koliko dugo odmrznuti premafrostni virusi mogu ostati razni nakon što budu izloženi današnjim uvjetima, pa niti kolika je vjerojatnost da će se takav oživljeni virus naići na prikladnog domaćina. Nisu svi virusi patogeni (tj. oni koji mogu uzrokovati bolest); neki su benigni ili čak korisni svojim domaćinima. Osim toga, iako je Arktik trenutno dom za 3,6 milijuna ljudi, on je još uvijek rijetko naseljeno mjesto, zbog čega je rizik od izloženosti ljudi drevnim virusima vrlo nizak. Naravno, pod uvjetom da neki od takvih tvrde laboratorijski istraženih zombi-virusa ne pobjegnu iz epruvete i završe na nekoj ribljoj tržnici, onako kako teoretičari zavjere pretpostavljaju da je započela pandemija covida, virusne bolesti za koju ti isti teoretičari zavjere kako uopće ne postoji.

No, pustimo sada de se s tim zavjeraškim nelogičnostima i inkoherentnim razmišljanjima bore oni koji su ih i smislili, a mi se vratimo do Jean-Michela Claveriea, najiskusnijeg „kopača“ po sibirskom permafrostu. Claverie vjeruje da će se „…rizik od infekcije izazvanih odmrznutim uzročnicima sigurno povećati u kontekstu nastavka globalnog zatopljenja, u kojem će se ubrzati otapanje permafrosta, a sve više ljudi naseljavati zagrijani Arktik na kojem će u idućim desetljećima biti sve više masovnih rudarskih i industrijskih projekata .“

Claverie nije jedini koji upozorava da bi regija mogla postati plodno tlo za „prelijevanje“, takozvani prelijevanje – epidemiološki pojam za pojavu da virus s jednog načina širenja može „preskočiti“ na novog domaćina i početi se širiti novim putevima. Prošle je godine tim kanadskih znanstvenika oJavio je izvijestio o rezultatima istraživanja uzoraka tla i sedimenta uzetih iz jezera Hazen u Kanadi, koje se nalazi unutar arktičkog kruga. Sekvencirali su genetski materijal iz uzoraka u potrazi za tragovima virusa i potencijalnih domaćina (biljaka i životinja) koji mogu biti prenositelji tih virusa.

Analize računalnog modela su pokazale da je rizik od igra je gotova virusa na nove domaćine značajno veći tamo gdje su se velike količine ledenjačko-otopljene vode ulijevale u jezero, što je scenarij koji postaje sve vjerojatniji u današnjim arktičkim područjima uslijed sve većeg klimatskog zagrijavanja.

Nepoznate posljedice

Identificiranje virusa i drugih uzročnika bolesti „zarobljenih“ u sve toplijem permafrostu prvi je korak u razumijevanju opasnosti koje te pojave predstavljaju za Arktik, a možda i šire od te regije. Daljnji koraci za bolje shvaćanje rizika od širenja bolesti uzrokovanih oslobođenim zombi virusima uključuju pokušaje što točnije procjenjuju gdje će se, koliko brzo i koliko duboko permafrost otopiti u idućim mjesecima i godinama. Otapanje može biti postupan proces od samo nekoliko centimetara po desetljeću, ali se već pokazalo da se događa i brže, kao u slučaju masivnih klizišta odmrznutog tla koja mogu iznenada osloboditi ogromna područja dubokih i starih slojeva permafrosta za koje bi inače trebalo stotine godina da se odmrznu uobičajnim tempom zagrijavanja. Osim toga, takva masovna klizišta također oslobađaju u atmosferu metan i ugljični dioksid, što je zanemaren i podcijenjen uzrok daljnjih klimatskih promjena.

Već spomenuta Kimberley Miner, klimatska znanstvenica na Institutu za tehnologiju u Pasadeni, katalogizirala je u radu objavljenom 2021. u znanstvenom časopisu Nature Climate Change niz potencijalnih opasnosti trenutno zamrznutih u arktičkom permafrostu.

Ove potencijalne opasnosti uključuju otpad zakopan nakon rudarenja teških metala (često radioaktivan!), kao i zakopavanje odbačenih kemikalija kao što je pesticid DDT, koji je zabranjen početkom 2000-ih. A još od početka nuklearnih pokusa 1950-ih, Sovjetski Savez i Sjedinjene Američke Države masovno su zakopavali svoj radioaktivni otpad u zaleđenim dijelovima Arktike.

„Naglo otapanje brzo pomiče nekadašnje granice zone permafrosta, oslobađajući kemijske spojeve i mikroorganizme koji su donedavno bili zamrznuti u dubljim slojevima“, zaključuju Minerovu i njeni suradnici u svom radu., no ipak ističu da izravnu infekciju ljudi pretpovijesnim patogenim uzročnicima oslobođenim iz permafrosta za sada „trenutačno smatraju nevjerojatnom“.

Međutim, iako ne vjeruje u mogućnost izravnog nastanka epidemije zombi-virusima, Minerova je rekla kako je zabrinuta mogućnost da bi ti „metuzalemski mikroorganizmi“ (nazvani po biblijskoj osobi s najduljim životnim vijekom) mogli u današnji biljni i životinjski svijet Arktike unijeti dinamiku drevnih i izumrlih ekosustava, s nepoznatim posljedicama. „Ponovna pojava drevnih mikroorganizama ima potencijal promijeniti sastav tla i vegetativni rast, pa i dodatno ubrzavajući učinke klimatskih promjena“, kaže Minerova. „Zaista nam nije jasno kako će ti mikrobi komunicirati s modernim okolišem. Mislim da to baš i nije eksperiment koji bi bilo tko od nas želio namjerno provesti.“

Najbolji način na koji sada znanstvenici mogu djelovati u smjeru izbjegavanja nepoželjnih scenarija uzrokovanih otapanjem permafrosta jest pokušaj zaustavljanja globalnog zagrijavanja i zatopljenja Arktike i planiranje razvoja šire klimatske krize, čime bi se te opasnosti mogle zauvijek zadržati tamo gdje i spadaju: zakopane u vječnom ledu.

^{Igor “Doc” Bereckije pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti utemeljen na dokazima, dopušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova i objavljivanja ilustracija u tiskanom izdanju časopisâ BUG, ​​crtanja računalne grafike i primijenjenog dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}