15 000 лет назад вода замерзла на вершине Тибетского нагорья и стала частью ледника. Пока люди занимались одомашниванием собак, лед захватил миллионы микроскопических организмов на квадратный дюйм. Многие из крошечных форм жизни погибли, а их геномы - единственное доказательство того, что они были там, - медленно деградировали. Затем, в 2015 году, ученые из США и Китая пробурили 50 метров в ледник, чтобы посмотреть, что там.
Пять лет спустя эти исследователи обнаружили в леднике следы древних вирусов, в том числе 28 новых для науки вирусных групп. Их исследование с подробным описанием находки было размещено в Интернете в виде предварительного отпечатка во вторник.
Записи о древних микробах, подобных тем, что были найдены во льдах ледников, дают ученым возможность заглянуть в историю эволюции Земли и климата.
По мере того, как наша планета подвергается изменениям климата, эти замороженные записи могут служить основой для прогнозов о том, какие микроорганизмы выживут, и как в результате будет выглядеть окружающая среда.
"В ледниковых ледниках обитают различные микробы, однако связанные с ними вирусы и их воздействие на ледяные микробиомы еще не изучены", - пишут авторы в статье. Группа отказалась комментировать статью, так как она еще не прошла рецензирования - "Это новая захватывающая область исследований для нас", - сказал в электронном письме Лонни Томпсон, соавтор статьи.
Вирусы, обнаруженные в ледниковых образцах, известных как керны льда, особенно мало изучены из-за их малого размера, сказал Скотт О. Роджерс (Scott O. Rogers), профессор Университета Боулинг Грин штата и автор книги "Размораживание древних микробов" (Defrosting Ancient Microbes): Возникающие геномы в теплом мире.
"Биомасса настолько мала, что все, чем вы загрязняете ее снаружи, будет находиться в гораздо более высоких концентрациях, чем что-либо внутри ледяного керна. Проблемы с обеззараживанием чрезвычайно важны, иначе вы получите катастрофу планетарного масштаба". - сказал Роджерс.
Согласно исследованию, не существует специальных процедур, используемых для предотвращения загрязнения при бурении, обработке или транспортировке керна льда.
Ключевой особенностью исследования была разработка и испытание трехступенчатого процесса для удаления этих поверхностных загрязнений. В помещении при температуре -5ºC исследователи использовали ленточную пилу, чтобы соскрести 0,5 сантиметра с окружности цилиндрической ледяной секции. После этого они промыли лед дважды, сначала этанолом, а затем водой.
Исследователи протестировали свой протокол, покрыв поверхности стерильных ледяных секций бактериями, вирусами и генетическим материалом. Во всех случаях процедура успешно удаляла загрязняющие вещества.
После применения протокола к двум кернам льда с Тибетского нагорья исследователи использовали микробиологические методы для записи оставшейся генетической информации, застрявшей в леднике. Они обнаружили генетическую информацию, принадлежащую 33 различным группам вирусов, 28 из которых были совершенно новыми.
Неудивительно, что десятки этих вирусов никогда раньше не встречались, говорит Шанталь Абергель, исследователь в области вирусологии окружающей среды во Французском национальном центре научных исследований.
"Мы очень далеки от исследования всего разнообразия вирусов на Земле", - сказала Шанталь Абергель .
Но последствия антропогенного изменения климата могут сделать невозможным для ученых открытие многих древних вирусов, сохранившихся в ледниках". По данным исследования, потепление климата приводит к тому, что ледники по всему миру сокращаются и высвобождают микробов и вирусы, которые находятся в ловушке от десятков до сотен тысяч лет.
"Как минимум, это может привести к потере микробных и вирусных архивов, которые могли бы быть диагностическими и информативными о прошлых климатических режимах Земли; однако, в худшем случае, это таяние льда может высвободить патогенные микроорганизмы в окружающую среду", - пишут авторы.
Худший сценарий, казалось бы, стал реальностью в 2016 году, когда вспышка сибирской язвы в Сибири унесла жизни более 2000 оленей и госпитализировала 96 человек. Споры сибирской язвы могут оставаться в живых в течение многих лет, и считается, что вспышка была вызвана тем, что в результате таяния вечной мерзлоты оттаял зараженный бактериями многолетний труп оленя.
Замороженные вирусы могут вызвать аналогичные проблемы: Абергель и ее муж возглавили команду, которая возродила из вечной мерзлоты 30-тысячелетний гигантский вирус, показав, что он все еще может заразить свою цель, одноклеточную амёбу. Она сказала, что реактивация древних вирусов вызывает беспокойство, но люди не должны становиться чрезмерно параноидальными, так как вирусы "повсюду" и многие из них представляют более серьезный риск для бактерий, чем люди.
У Роджерса был более отчаянный взгляд. В главе "Размораживание древних микробов" он и его соавтор описали патогенные микроорганизмы, опасности и опасности, связанные с исследованиями ледникового покрова.
Они резюмировали:
"Опасности, заключенные в ледниках, реальны, и с увеличением таяния льда во всем мире риски, связанные с высвобождением патогенных микробов, сильно возрасли".
Прослушать эту и другие статьи можно на Чудо Радио!
