általános. kutatás. technológia

Veszélyes betegségek felébrednek a föld gleccsereiben

A bolygónk története során az emberekegyütt létezett baktériumokkal és vírusokkal. Megkerestük a buborékos pestis és a himlő ellenállásának lehetőségeit, és cserébe kerestünk minket arra, hogy megfertőzzenek minket. Szinte száz éve használunk antibiotikumokat, mióta Alexander Fleming felfedezte a penicillint. Erre reagálva a baktériumok antibiotikumrezisztenciát szereztek. A csatanak nincs vége. Annyi időt töltünk a kórokozókkal, hogy egymás után megállunk. Mi történik azonban, ha hirtelen olyan halálos baktériumokkal és vírusokkal találkozunk, amelyeket ezer éve nem látunk vagy még soha nem látottunk?

2016 augusztusában a szibériai tundra távoli sarkában, a Jamali-félszigeten egy 12 éves fiú meghalt, és legalább húsz embert kórházba szállítottak antracival fertőzés után.

Azt javasolták, hogy több mint 75 évrégen meghalt egy antracival fertőzött szarvas, és fagyott csontvázát befagyasztották egy fagyasztott talajréteg alá, az örökös fagy alatt. 2016 nyaráig tartózkodott ott, amikor az intenzív hő hatására a perma fagy felolvadt. Így szarvastest és antrac fertőzést engedt a legközelebbi vízbe és talajba, majd az élelmiszer-ellátásba. Az emberek veszélyben vannak.

Ijesztő dolog az, hogy ez esetleg nem magányos eset.

A Föld felmelegszik, és örökké megolvadpermafrost. Normál körülmények között a kb. 50 centiméter mélységű permafost felszíni rétegei minden nyáron megolvadnak. A globális felmelegedés azonban fokozatosan kiteszi az örökké fagy régi rétegeit.

A fagyasztott évelő talaj ideális helya baktériumok életben tartása hosszabb ideig, esetleg millió évekig. Ez azt jelenti, hogy a jégolvadás potenciálisan megnyithatja a Pandora betegségeinek dobozát.

A sarki kör hőmérséklete gyorsan növekszik, körülbelül háromszor gyorsabb, mint a világ többi részén. Más fertőző ágensek is megjelenhetnek.

„A permafrost kiváló baktériumok őrzőjevírusok miatt hideg, sötét és nem tartalmaz oxigént ”- mondja evolúciós biológus, Jean-Michel Claveri az Aix-Marseille Egyetemen. "Az állatokat és növényeket megfertőző kórokozó vírusok régi örökké fagyos rétegekben tárolhatók, ideértve azokat is, amelyek a múltban globális járványt okoztak."

Egyedül a 20. század elején, több mint egymillió északia szarvas antraciban halt meg. Nem olyan könnyű ásni mély sírokat északon, ezért a tetemek nagy részét a felszín közelében temették el, Oroszország északi részén, 7000 szétszórt temetkezésbe.

Mi mást rejthet el fagyos talaj alatt?

Az embereket és az állatokat az örökké fagyokba temették elévszázadok óta, tehát valószínű, hogy más fertőző kórokozók is megjelennek. A tudósok például felfedezték a spanyol influenzavírus RNS-fragmenseit az alaszkai tundrában tömegesen eltemetett holttestekben. A himlő és a bubonic pestis szintén Szibériában van eltemetve. Egy 2011-es tanulmányban Boris Revich és Marina Podolnaya írta: "Az örökkévalóságos felengedés eredményeként a 18. és 19. században halálos fertőzések vektorjai visszatérhetnek, különösen temetők közelében, ahol e fertőzések áldozatait temették el."

Súlyos járvány történt Szibériában az 1890-es évekbenhimlő. Egy város lakosságának akár 40% -át is elvesztette. A holttesteket a felső örökké fagyos réteg alá temették el a Kolyma folyó partján. 120 éves áradások után a Kolyma elkezdett tönkretenni a partot, és a permafost olvadása felgyorsította ezt az eróziós folyamatot.

Az 1990-es években indult projektben a tudósokA novoszibirski Állami Virológiai és Biotechnológiai Tudományos Központtól tanulmányozták a kőkorszak maradványait, amelyeket Dél-Szibériában, a Gorny-Altaj térségében fedeztek fel. Megvizsgálták a 19. század vírusjárványában elhunyt és Oroszország örökös fagyában eltemettek holttesteinek mintáit is.

A tudósok szerint a himlőnyomokra jellemző fekélyekkel rendelkező testeket találtak. Noha magát a himlővírust nem detektálták, DNS-fragmentumokat találtak.

Természetesen nem ez az első alkalom, hogy a jégben fagyott baktériumok életre kelnek.

Egy 2005-ös tanulmányban a NASA tudósai sikeresen működteka baktériumokat, amelyeket 32 ​​000 évvel az alaszkai fagyasztott tavacskában börtönbe helyeztek, újjáéledték. A Carnobacterium pleistocenum elnevezésű mikrobákat a pleisztocén óta fagyasztották, amikor a gyapjú mamutok még mindig körüljártak a Földet. Amint a jég elolvadt, ismét úszni kezdtek, mintha semmi sem történt volna.

Két évvel később a tudósoknak sikerült újraéleszteni a baktériumot8 millió éves, aki az Antarktiszon a Beacon és a Mullins völgyében egy jég felszínén fekvő jégben aludt. Ugyanebben a vizsgálatban baktériumokat fedeztek fel a jégből, amely több mint 100 000 éve volt.

Azonban nem minden baktérium jöhet életre.permak fagyasztása után. A antrax baktériumok ezt megtehetik, mert rendkívül kemény spórákat képeznek, amelyek nagyon hosszú ideig fagyott állapotban élhetnek.

Egyéb baktériumok, amelyek képződhetnekA viták, és így az örökké fagyokban fennmaradó tetanusz és Clostridium botulinum is felelősek a botulizmusért: egy ritka betegség, amely bénulást okozhat és halált okozhat. Néhány gomba a kora fagyban is hosszú ideig képes életben maradni.

Egyes vírusok túl hosszú ideig is életben maradhatnak.

Egy 2014-es tanulmányban a tudósok vezetettClavier két vírust újjáélesztett, amelyeket Szibéria örökkéfagyosai fogtak el 30 000 évig. Pithovirus sibericum és Mollivirus sibericum néven „óriás vírusoknak” tekintik őket, mivel a legtöbb vírussal ellentétben annyira nagyok, hogy normál mikroszkóppal láthatók. 30 méter mélységben találtak a tengerparti tundrában.

Közvetlenül az újjászületés után a vírusok fertőzővé váltak. Nekünk szerencsére ezek a vírusok csak az egysejtű amőbát fertőzik meg. A kutatások azonban azt sugallják, hogy más, az embereket megfertőző vírusok is feltámadhatnak.

Sőt, a globális felmelegedés nem kötelezőmeg kell olvadni az állandó fagy, hogy veszélyt jelentsen. A sarkvidéki jég olvadásával Szibéria északi partját könnyebben lehet elérni tengeren. Ipari fejlődése nyilvánvalóan jövedelmezőbbé válik, ideértve az arany és ásványok kitermelését, az olajkút fúrását és a földgáz előállítását.

„Jelenleg ezek a területek üres és mélyeksenki nem érinti az örökké fagyos rétegeket ”- mondja Claveri. „De ezek az ősi rétegek megszerezhetők a feltárás és a fúrás során. Ha továbbra is életképes virionok élnek ott, akkor katasztrófa lesz. "

Az óriás vírusok lehetnek a víruskitörés legvalószínűbb tettesei.

„A legtöbb vírus gyorsan inaktiválódik a külső területekengazdasejtek fény, száradás vagy spontán biokémiai lebomlás következtében ”- mondja Claveri. „Például, ha DNS-jük sérült és nem javítható, a vírusok már nem fertőzőek. Az ismert vírusok körében azonban az óriás vírusok általában nagyon erősek és kitartóak. "

Claveri szerint a vírusok származhatnaka legelső emberek, akik az Északi-sarkot lakották. Még a hosszú ideje kihalt hominidek, például a Neanderthals és Denisovans vírusokat is láthattunk, amelyek Szibériában telepedtek le és különböző vírusos betegségeknek vannak kitéve. Oroszországban a neandertalisták maradványait találták 30–40 000 éves korban. Az emberek népessége ott élt, betegek voltak és évezredek óta meghaltak.

„A fertőzés lehetőségeA régóta eltűnt neandertáliából származó vírus azt sugallja, hogy az a gondolat, hogy a vírust lehet „felszámolni” a bolygóról, helytelen, és téves biztonságérzetet ad nekünk. Ezért a vakcinák készleteit minden esetre meg kell őrizni. ”

2014 óta a Claveri a DNS-tartalmat elemezteörökké fagyos vírusok és baktériumok genetikai aláírását keresve, amelyek megfertőzik az embereket. Sok baktériumot talált, amelyek veszélyesek lehetnek az emberekre. A baktériumok DNS-ével virulencia faktorokat kódolnak: olyan molekulák, amelyek patogén baktériumokat és vírusokat termelnek, amelyek növelik a gazdaszervezet fertőzőképességét.

A Claveri csapata is talált többetOlyan DNS-szekvenciák, amelyekről úgy tűnik, hogy vírusokból származnak, ideértve a herpeszet is. De a himlő nyomait még nem találtak. Nyilvánvaló okok miatt nem próbálták megjavítani a kórokozók egyikét sem.

Lehet, hogy a kórokozók, amelyekből az emberek már elvesztették szokásukat, más helyeken megjelenhetnek, nemcsak jégből vagy örökké fagyból.

2017 februárjában a NASA tudósai ezt mondta10-50 000 éves mikrobákat találtak egy mexikói bánya kristályaiban. Ezeket a baktériumokat a Kristálybarlangban találták, amely egy bánya része Nizzában, Észak-Mexikóban. A barlang számos, tejfehér, ásványi szelenit kristályt tartalmaz, amelyek több száz ezer év alatt képződtek.

A baktériumokat kis folyadékba zártukzsebek kristályok, de amint kihúzták őket, újjászülettek és elkezdenek szaporodni. Ezek a mikrobák genetikailag egyediek és valószínűleg új fajok is, de a tudósok még nem tették közzé munkájukat.

Az új mexikói Lechuguilla-barlangban, 300 métera föld alatt még régebbi baktériumokat találtak. Ezek a mikrobák 4 millió éve nem látják a felületet. A barlang soha nem látott napfényt, és 10 000 éve elszigetelte a felszíni vizeket.

Ennek ellenére a baktériumok valahogy18 típusú antibiotikumokkal szemben rezisztensnek bizonyultak, ideértve azokat a gyógyszereket is, amelyeket az utolsó akadálynak tartottak a fertőzések elleni küzdelemben. A 2016. decemberben közzétett tanulmányban a tudósok megállapították, hogy Paenibacillus sp. Az LC231 az antibiotikumok 70% -ának volt rezisztens.

Mivel a baktériumok teljesnek bizonyultakNégy millió éven át barlangban elkülönítve, nem kerültek kapcsolatba emberekkel vagy azokkal az antibiotikumokkal, amelyekkel fertőzéseket kezelünk. Kiderült, hogy az antibiotikumokkal szembeni rezisztenciájuk valahogy másképp jelent meg.

A tudósok úgy vélik, hogy a baktériumok, amelyek nemAz emberekre ártalmas, többek között, az antibiotikumokkal szemben természetes ellenállást fejlesztenek ki. Vagyis ez a nagyon antibiotikus rezisztencia több millió vagy akár milliárd évig fennállt.

Nyilvánvaló, hogy az ilyen antibiotikumokkal szembeni rezisztencia nem alakulhat ki a klinikán az antibiotikumok használata során.

Ennek oka az, hogy sok faja gombák és még más baktériumok természetesen antibiotikumokat termelnek, hogy versenyelőnyt szerezzenek más mikrobákkal szemben. Fleming így fedezte fel először a penicillint: a Petri-csészében lévő baktériumok a penésztermelő antibiotikumokkal való fertőzés után meghaltak.

Azokban a barlangokban, ahol kevés az étel, az organizmusoknak meg kell lenniekönyörtelen, ha túl akarnak maradni. Azoknak a baktériumoknak, mint a Paenibacillus, szükség lehet antibiotikumokkal szembeni rezisztencia kialakítására, hogy elkerüljék a versengő szervezetek halálát.

Ez magyarázza, hogy a baktériumok miért rezisztensek csak atermészetes baktériumokból és gombákból származó antibiotikumok, amelyek az általunk használt összes antibiotikum kb. 99,9% -át teszik ki. A baktériumok soha nem találkoztak mesterséges antibiotikumokkal, így nincs rezisztencia velük szemben.

„Munkánk és más emberek munkájabizonyítékok arra, hogy az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia nem új ”- mondta Hazel Barton, az ohiói Akroni Egyetem mikrobiológusa, aki a tanulmányt vezetett. Organizmusainkat 4-7 millió éven keresztül izoláltak a felszíni fajoktól, ám genetikailag azonos rezisztenciával rendelkeznek a felszíni fajok ellen. Ez azt jelenti, hogy ezek a gének legalább annyira régiak, és nem azért, mert az emberek antibiotikumkezelést kezdtek használni. ”

Noha a Paenibacillis nem káros az emberekre, elméletileg átviheti antibiotikum-rezisztenciáját más kórokozókkal szemben. De mivel ez 400 méter sziklák alatt van elkülönítve, ez valószínűtlennek tűnik.

Ennek ellenére természetes antibiotikum-rezisztenciaAz antibiotikumokhoz valószínűleg annyira gyakori, hogy a permagyavak olvadásából származó sok baktériumnak már lehet. Ennek alátámasztására egy 2011. évi tanulmányban a tudósok kivontak DNS-t baktériumokból, amelyeket a Bering-tengeren 30 000 éves korban fagyban találtak. Géneket találtak, amelyek a béta-laktám, a tetraciklin és a glikopeptid antibiotikumokkal szembeni rezisztenciát kódolják.

Érdemes aggódni?

Úgy gondolják, hogy a kórokozó veszélyeaz örökké fagyos mikrobák természetüknél fogva felismerhetetlenek, tehát ne aggódjon. Ehelyett inkább az éghajlatváltozás világosabb veszélyeire kell összpontosítanunk. Például, a Föld felmelegedésekor az északi országok hajlamosabbak lehetnek olyan „déli” betegségek kitörésére, mint a malária, a kolera és a dengue-láz, mivel ezek kórokozói melegen gyarapodnak.

Még mindig van vélemény, hogy a kockázatokat nem szabad figyelmen kívül hagyni, ha nem tudjuk számszerűsíteni őket.

„Nincs nulla valószínűség, hogya kórokozó mikrobák felélénkíthetnek és megfertőzhetnek bennünket ”- mondja Claveri. „Milyen valószínű ez ez még mindig nem ismert, de valószínű. Lehet, hogy ezeket a baktériumokat meg lehet gyógyítani antibiotikumokkal, rezisztens baktériumokkal és a vírussal. Ha a kórokozó sokáig nem volt érintkezésben az emberekkel, akkor az immunrendszer nem lesz kész. Tehát fennáll a veszély.