Незамерзайка: во льдах Арктики продолжают находить древние вирусы-зомби. Насколько они опасны?
Пандемия, развязанная вирусом из далекого прошлого, звучит как сюжет научно-фантастического фильма. Но это не значит, что это невозможно. Поднимающиеся температуры в Арктике приводят к таянию вечной мерзлоты и раскрывают потенциал замороженных когда-то вирусов. После бездействия, длившегося десятки тысяч лет, они все еще представляют опасность для здоровья животных и человека. Разбираемся, что значат для человечества обнаруженные во льдах зомби-вирусы.
Льды — контейнер с вирусами
Вечная мерзлота покрывает одну пятую часть Северного полушария, тысячелетиями поддерживая арктическую тундру и леса Аляски, Канады и России. Она служит своего рода капсулой времени, сохраняя останки некоторых вымерших животных, например, пещерного льва и шерстистого носорога.
Вечная мерзлота возникает из обычной почвы, которая представляет собой богатую смесь разлагающихся органических веществ под действием огромного и весьма разнообразного населения микроорганизмов (бактерий, дрожжей, простейших). Однако ниже активного слоя свободная жидкая вода перестает существовать, постепенно прекращая все метаболические процессы. Хотя это вызывает необратимую гибель части микроорганизмов, многим другим удается войти в инертное состояние, называемое «криптобиозом». Так они ожидают возможного возвращения к жизни, когда температура снова поднимется выше 0°C.
Вечная мерзлота — отличный инструмент хранения: это бескислородная среда, через которую не проникает свет. Однако арктические температуры повышаются в четыре раза быстрее, чем остальная часть планеты. Это ослабляет верхний слой вечной мерзлоты и раскрывает потенциал мумифицированных вирусов. Точно так же во время оттепелей выбрасываются химические и радиоактивные отходы, оставшиеся со времен холодной войны и способные нанести вред дикой природе. Вспышка сибирской язвы в Сибири, от которой пострадали десятки людей и более 2000 северных оленей в 2016 году, также оказалась связана с таянием вечной мерзлоты в исключительно жаркое лето. Это позволило старым спорам Bacillus anthracis всплыть на поверхность из старых могильников.
Всего три градуса потепления способны растопить от 30% до 85% верхних слоев вечной мерзлоты. Какие именно микробы могут всплыть на поверхность в результате таяния, неизвестно. Всего 1 г арктической вечной мерзлоты может содержать от сотен до тысяч групп опасных микроорганизмов.
Недооцененная опасность
Чтобы лучше понять риски замороженных вирусов, профессор медицины Жан-Мишель Клавери проверил образцы земли, взятые из вечной мерзлоты Сибири. Клавери изучает особый тип вируса, который он впервые обнаружил в 2003 году. Подобные гигантские вирусы намного крупнее остальных и видны под обычным световым микроскопом. Усилия профессора были вдохновлены группой российских ученых, которые в 2012 году возродили полевой цветок из ткани семени возрастом 30 тыс. лет, найденного в норе белки.
В 2014 году Клавери удалось возродить вирус, который он и его команда выделили из вечной мерзлоты, внедрив в культивируемые клетки. В целях безопасности он решил изучить вирус, который может быть нацелен только на одноклеточных амеб, а не на животных или людей. Он повторил подвиг в 2015 году, а в своем последнем исследовании выделил несколько штаммов древнего вируса из нескольких образцов мерзлоты, взятых из семи разных мест по всей Сибири, и показал, что каждый из них может инфицировать культивируемые клетки амебы.
Эти штаммы представляют пять новых семейств вирусов. Самому старому из них — почти 48,5 тыс. лет. Самым молодым образцам, найденным в содержимом желудка и шерсти останков шерстистого мамонта, оказалось по 27 тыс. лет. Все обнаруженные ученым вирусы заражают только амеб и поэтому не представляют прямой угрозы для здоровья населения. Но они все еще живы и способны к размножению — признак того, что дремлющие вирусы, опасные для человека, также могут возродиться.
По словам Клавери, тот факт, что вирусы, заражающие амеб, по прошествии столь долгого времени остаются заразными, свидетельствует о потенциально более серьезной проблеме. Он опасается, что люди рассматривают его исследования как научную диковинку и не воспринимают перспективу возвращения к жизни древних вирусов как серьезную угрозу общественному здравоохранению.
Насколько опасны найденные вирусы?
То, что замороженный вирус действительно может представлять опасность, подтверждают факты. Так, образец легкого из тела женщины, эксгумированного в 1997 году из вечной мерзлоты на Аляске, содержал геномный материал штамма гриппа, ответственного за пандемию 1918 года. В 2012 году ученые подтвердили, что 300-летние мумифицированные останки женщины, захороненной в Сибири, содержат генетические сигнатуры вируса, вызывающего оспу.
Ученые не знают, как долго эти вирусы могут оставаться заразными после воздействия современных условий или насколько вероятно, что вирус встретит подходящего хозяина, который распространит его по всему миру. Не все вирусы являются патогенами, которые вызывают заболевания. Некоторые из них безвредны. Вдобавок в Арктике проживает 3,6 млн человек. Столь малонаселенное место делает риск воздействия на человека древних вирусов очень низким. Тем не менее он возрастет в контексте глобального потепления, при котором таяние вечной мерзлоты будет продолжать ускоряться, а в результате промышленных предприятий Арктику заселит больше людей.
Оттаивание — процесс постепенный: лед опускается всего несколько сантиметров за десятилетие. Но он может ускориться, например, в случае массивных оползней, которые внезапно обнажат глубокие слои вечной мерзлоты. Кроме того, процесс выбрасывает в атмосферу метан и углекислый газ — важный фактор изменения климата.
Ученые говорят, что прямое заражение людей древними патогенами, выпущенными из вечной мерзлоты, маловероятно. Однако их беспокоят организмы, которые могут перенести динамику древних и вымерших экосистем в современную Арктику с неизвестными последствиями: повторное появление древних микроорганизмов может изменить состав почвы и рост растительности, что, возможно, еще больше ускорит последствия изменения климата.
Как, к сожалению, хорошо продемонстрировали самые последние пандемии (например, COVID-19 и СПИД), каждый новый вирус требует разработки высокоспецифичных медицинских ответных мер. Не существует эквивалента антибиотикам широкого спектра действия против вирусов. Лучше всего попытаться остановить оттепель и климатический кризис и навсегда сохранить эти опасности в вечной мерзлоте.
