Говоря об изменении климата, мы обычно имеем в виду его наиболее очевидные последствия, такие как экстремальные погодные явления и повышение уровня моря. Однако некоторые климатические изменения влекут за собой неожиданные угрозы. Ученые предупреждают, что по мере того, как планета нагревается, вечная мерзлота по всему миру будет таять, в результате чего в окружающую среду вновь попадут опасные патогены, которые бездействовали на протяжении тысячелетий.
В исследовании, опубликованном в PLOS Computational Biology, международная группа ученых делится результатами изучения последствий таяния вечной мерзлоты, вызванного изменением климата. Используя компьютеризированную симуляцию жизни под названием Avida, они создали имитацию среды, в которую можно было внедрить древние патогены. Исследователи учитывали конкуренцию с современными "родными" патогенами и выработанную устойчивость потенциальных хозяев. (В некоторых моделях также рассматривалась возможность того, что у хозяев со временем могла снизиться сопротивляемость патогенам по мере уменьшения риска заражения.) В ходе симуляции каждый возрожденный патоген размножался так, как это происходило бы в естественной среде.
В итоге эти симуляции показали, что древние патогены более устойчивы, чем 33,6% современных патогенов. Фактически, 3,1% древних патогенов стали доминирующими в своей новой среде и сохранялись в течение сотен поколений. Около 1% из этих 3,1% доминирующих древних патогенов вели себя «непредсказуемо», в результате чего до трети их переносчиков-хозяев вымерли или сильно изменились в их среде обитания. В то же время выжило лишь 5,4% современных патогенов, то есть тех, которые мы наблюдаем сегодня.
Вечная мерзлота на острове Гершель. Фото: Борис Радосавлевич/Wikimedia Commons
«Беспрецедентные темпы таяния ледников и вечной мерзлоты дают многим типам микроорганизмов, дремлющих во льду, конкретные возможности для возрождения», — пишут исследователи. «Впервые мы проводим обширное исследование экологического риска, который представляют для современных экологических сообществ эти «путешествующие во времени» патогены… Мы обнаружили, что вторгшиеся патогены часто могут выживать, эволюционировать и... [приводить] либо к существенным жертвам, либо к увеличению общего богатства свободноживущих видов».
Как отмечается в статье, Avida и другие компьютерные симуляции жизни могут только частично соответствовать реальному миру: например, поколения и эволюционные обновления в Avida нельзя прямо перевести в конкретную меру реального времени. Тем не менее, их теоретический эксперимент предоставляет ценное (хотя и относительное) понимание одного из многих последствий изменения климата. Когда экосистемы уже столкнулись с беспрецедентными экологическими опасностями, повторное появление древних вирусов, бактерий и паразитов может привести к катастрофе.