В Арктике из-под льдов высвобождаются замороженные вирусы
Изменение климата разрушает хрупкую арктическую среду обитания, что может обернуться высвобождением замороженных вирусов и их переходу к другим видам-носителям, пишет Wired.
Арктика — эти далекие, по большей части нетронутые 5,5 миллиона квадратных миль промерзшей земли — быстро нагревается. Согласно новым данным, она нагревается примерно в четыре раза быстрее, чем остальные регионы мира, что оборачивается катастрофическими последствиями для самой Арктики и ее обитателей. О многих таких последствиях вы, вероятно, знаете из документальных фильмов о природе: ледники тают, уровень моря поднимается, и белые медведи лишаются своей естественной среды обитания. Но этим все не ограничивается! Есть еще одно обстоятельство, о котором нам всем стоит беспокоиться: потепление перенастраивает динамику развития вирусов, что может привести к появлению новых патогенов.
Одним из следствий изменения климата, на которое мало кто обращает внимание, является то, что оно будет способствовать распространению инфекционных заболеваний. Ожидается, что по мере потепления на планете многие виды животных и птиц начнут сниматься с места и перебираться за много миль от своей привычной среды обитания, унося с собой различные патогены. В результате произойдет неизбежный контакт ранее незнакомых вирусов и их новых носителей, что может привести к межвидовому распространению вирусов, когда патоген переходит от одного вида-носителя к другому — именно так и случилось с вирусом SARS-CoV-2.
И той частью мира, где вероятность подобного развития событий довольно высока, является Арктика. В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the Royal Society B, группа ученых из Университета Оттавы попыталась посчитать вероятность межвидового распространения патогенов в Арктике. Они отправились на озеро Хазен — пресноводное озеро в Канаде, расположенное за Полярным кругом, — где взяли образцы почвы и озерных отложений, а затем секвенировали генетический материал в этих образцах, чтобы определить, какие вирусы там присутствуют. Они также секвенировали геномы потенциальных хозяев в этом районе, включая животных и растения.
Затем они попытались рассчитать, какова вероятность, что тот или иной вирус может совершить межвидовой скачок, обретя нового хозяина. Чтобы это сделать, они проанализировали генетическую историю вируса и его типичных хозяев. Если хозяин и вирус демонстрируют схожие закономерности в своем эволюционном развитии, это говорит о том, что они долгое время жили в тандеме и что вирус не склонен переходить к другим видам. Если их модели эволюции очень разные, это говорит о том, что вирус некоторое время жил в других хозяевах, совершал скачки от одного вида к другому и, скорее всего, сделает это снова.
Зная склонность вирусов в Арктике к перемещению от одного вида к другому, ученые использовали компьютерный алгоритм, чтобы оценить, как изменение климата повлияет на вероятность того, что они действительно это сделают. Они обнаружили, что по мере повышения температуры и увеличения ледниковых стоков риск того, что вирусы начнут переходить от одного вида-хозяина к другому, тоже растет. Почему? Стекая в озеро, талая вода несет с собой отложения, которые оседают в озере, влияет на его обитателей и, нарушая привычную среду, ускоряет эволюцию патогенов, повышая их способность преодолевать иммунную защиту новых хозяев.
Есть одна важная оговорка: дать точный ответ на вопрос о том, что на самом деле случится, невозможно. «Мы не можем сказать, что скоро мы столкнемся с серьезными пандемиями в Арктике», — отметил Стефан Арис-Бросу (Stéphane Aris-Brosou), автор статьи и доцент кафедры биологии Университета Оттавы. На самом деле цель работы этой группы ученых заключалась лишь в том, чтобы количественно оценить риск перехода вируса от одного вида-хозяина к другому. «Спрогнозировать такое событие абсолютно невозможно».
Другим ограничением этого исследования стало то, что ученые могли рассматривать только известные им отношения «вирус-хозяин». «Большинство подобных отношений остаются неизвестными», — сказала Джанет Джэнссон (Janet Jansson), научный сотрудник Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в штате Вашингтон, которая специализируется на замерзших средах обитания и которая не принимала участия в исследовании. То есть, по ее словам, результаты работы канадских ученых необходимо рассматривать с некоторой долей скептицизма. Они, разумеется, указывают на возможную проблему, однако они не дают полной картины масштабов угрозы межвидового скачка вирусов в Арктике.
Тем не менее, результаты этого исследования стали очередным примером того, как изменение климата нарушает статус кво в мире микроорганизмов. «Мы постоянно упускаем из виду связь между вспышками заболеваний и изменением климата», — сказал Камило Мора (Camilo Mora), специалист по данным из Гавайского университета, занимающийся исследованием того, как деятельность человека влияет на биоразнообразие. В августе 2022 года Мора опубликовал обзорную работу в журнале Nature Climate Change, в которой он проанализировал около 70 тысяч научных статей. Он обнаружил, что из 375 известных инфекционных заболеваний более половины — 218 — будут усугубляться по мере изменения климата. «Мы обнаружили более тысячи различных вариантов того, как изменение климата может буквальном смысле укусить нас за задницу», — сказал он.
Мора успел испытать это на самом себе. Много лет назад в своей родной Колумбии он заразился вирусом чикунгунья — патогеном, который переносят комары и который вызывает лихорадку, боль в суставах и усталость. По его словам, это была самая сильная боль, которую он когда-либо испытывал в жизни.Когда он работал над своей обзорной статьей, он внезапно осознал, что его злополучная встреча с комаром стала следствием наводнения таких масштабов, каких никогда раньше в Колумбии не было. «Когда много лет спустя я внезапно осознал связь моей болезни с изменением климата, это попросту ошеломило меня».
Мора и его коллеги предупреждают, что таяние льда и вечной мерзлоты может открыть «ящик Пандоры» патогенов, которые долгое время были заморожены. Это может прозвучать как сюжет научно-фантастической антиутопии, однако это уже происходит. Летом 2016 года в Сибири 12-летний мальчик умер от сибирской язвы после того, как аномальная жара растопила промерзшую почву, где оказалась туша северного оленя со спорами сибирской язвы, которая пролежала там в замерзшем виде несколько десятилетий. Когда туша оттаяла, то же самое произошло и со спорами сибирской язвы. В результате болезнь поразила около 90 человек в этом районе и погубила более 2000 северных оленей. Другие исследования указывают на то, что из-за таяния вечной мерзлоты могут появиться бактерии, устойчивые к существующим антибиотикам.
Однако Джэнссон пока не слишком обеспокоена вероятностью серьезной вспышки. «Я считаю, что таяние вечной мерзлоты несет в себе довольно маленький риск начала пандемии», — сказала она. Вполне возможно, сейчас у нас есть гораздо более серьезная проблема: изменение климата ускоряет распространение заболеваний, которые переносят насекомые. «Но есть масса такого, чего мы еще не знаем».
Вот в чем заключается главный вывод: мы пока даже не знаем, чего именно мы не знаем. Однако нам не стоит сидеть сложа руки, потому что повышение риска перехода патогенов от одного вида к другому — это еще один аргумент в пользу того, чтобы сделать все возможное для предотвращения климатического кризиса. По словам Моры, если глобальные температуры продолжат расти, это приведет к катастрофе. «Всякий раз, когда мы начинаем что-то искать, мы находим нечто еще более пугающее, чем мы предполагали».
Арктика — эти далекие, по большей части нетронутые 5,5 миллиона квадратных миль промерзшей земли — быстро нагревается. Согласно новым данным, она нагревается примерно в четыре раза быстрее, чем остальные регионы мира, что оборачивается катастрофическими последствиями для самой Арктики и ее обитателей. О многих таких последствиях вы, вероятно, знаете из документальных фильмов о природе: ледники тают, уровень моря поднимается, и белые медведи лишаются своей естественной среды обитания. Но этим все не ограничивается! Есть еще одно обстоятельство, о котором нам всем стоит беспокоиться: потепление перенастраивает динамику развития вирусов, что может привести к появлению новых патогенов.
Одним из следствий изменения климата, на которое мало кто обращает внимание, является то, что оно будет способствовать распространению инфекционных заболеваний. Ожидается, что по мере потепления на планете многие виды животных и птиц начнут сниматься с места и перебираться за много миль от своей привычной среды обитания, унося с собой различные патогены. В результате произойдет неизбежный контакт ранее незнакомых вирусов и их новых носителей, что может привести к межвидовому распространению вирусов, когда патоген переходит от одного вида-носителя к другому — именно так и случилось с вирусом SARS-CoV-2.
И той частью мира, где вероятность подобного развития событий довольно высока, является Арктика. В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the Royal Society B, группа ученых из Университета Оттавы попыталась посчитать вероятность межвидового распространения патогенов в Арктике. Они отправились на озеро Хазен — пресноводное озеро в Канаде, расположенное за Полярным кругом, — где взяли образцы почвы и озерных отложений, а затем секвенировали генетический материал в этих образцах, чтобы определить, какие вирусы там присутствуют. Они также секвенировали геномы потенциальных хозяев в этом районе, включая животных и растения.
Затем они попытались рассчитать, какова вероятность, что тот или иной вирус может совершить межвидовой скачок, обретя нового хозяина. Чтобы это сделать, они проанализировали генетическую историю вируса и его типичных хозяев. Если хозяин и вирус демонстрируют схожие закономерности в своем эволюционном развитии, это говорит о том, что они долгое время жили в тандеме и что вирус не склонен переходить к другим видам. Если их модели эволюции очень разные, это говорит о том, что вирус некоторое время жил в других хозяевах, совершал скачки от одного вида к другому и, скорее всего, сделает это снова.
Зная склонность вирусов в Арктике к перемещению от одного вида к другому, ученые использовали компьютерный алгоритм, чтобы оценить, как изменение климата повлияет на вероятность того, что они действительно это сделают. Они обнаружили, что по мере повышения температуры и увеличения ледниковых стоков риск того, что вирусы начнут переходить от одного вида-хозяина к другому, тоже растет. Почему? Стекая в озеро, талая вода несет с собой отложения, которые оседают в озере, влияет на его обитателей и, нарушая привычную среду, ускоряет эволюцию патогенов, повышая их способность преодолевать иммунную защиту новых хозяев.
Есть одна важная оговорка: дать точный ответ на вопрос о том, что на самом деле случится, невозможно. «Мы не можем сказать, что скоро мы столкнемся с серьезными пандемиями в Арктике», — отметил Стефан Арис-Бросу (Stéphane Aris-Brosou), автор статьи и доцент кафедры биологии Университета Оттавы. На самом деле цель работы этой группы ученых заключалась лишь в том, чтобы количественно оценить риск перехода вируса от одного вида-хозяина к другому. «Спрогнозировать такое событие абсолютно невозможно».
Другим ограничением этого исследования стало то, что ученые могли рассматривать только известные им отношения «вирус-хозяин». «Большинство подобных отношений остаются неизвестными», — сказала Джанет Джэнссон (Janet Jansson), научный сотрудник Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в штате Вашингтон, которая специализируется на замерзших средах обитания и которая не принимала участия в исследовании. То есть, по ее словам, результаты работы канадских ученых необходимо рассматривать с некоторой долей скептицизма. Они, разумеется, указывают на возможную проблему, однако они не дают полной картины масштабов угрозы межвидового скачка вирусов в Арктике.
Тем не менее, результаты этого исследования стали очередным примером того, как изменение климата нарушает статус кво в мире микроорганизмов. «Мы постоянно упускаем из виду связь между вспышками заболеваний и изменением климата», — сказал Камило Мора (Camilo Mora), специалист по данным из Гавайского университета, занимающийся исследованием того, как деятельность человека влияет на биоразнообразие. В августе 2022 года Мора опубликовал обзорную работу в журнале Nature Climate Change, в которой он проанализировал около 70 тысяч научных статей. Он обнаружил, что из 375 известных инфекционных заболеваний более половины — 218 — будут усугубляться по мере изменения климата. «Мы обнаружили более тысячи различных вариантов того, как изменение климата может буквальном смысле укусить нас за задницу», — сказал он.
Мора успел испытать это на самом себе. Много лет назад в своей родной Колумбии он заразился вирусом чикунгунья — патогеном, который переносят комары и который вызывает лихорадку, боль в суставах и усталость. По его словам, это была самая сильная боль, которую он когда-либо испытывал в жизни.Когда он работал над своей обзорной статьей, он внезапно осознал, что его злополучная встреча с комаром стала следствием наводнения таких масштабов, каких никогда раньше в Колумбии не было. «Когда много лет спустя я внезапно осознал связь моей болезни с изменением климата, это попросту ошеломило меня».
Мора и его коллеги предупреждают, что таяние льда и вечной мерзлоты может открыть «ящик Пандоры» патогенов, которые долгое время были заморожены. Это может прозвучать как сюжет научно-фантастической антиутопии, однако это уже происходит. Летом 2016 года в Сибири 12-летний мальчик умер от сибирской язвы после того, как аномальная жара растопила промерзшую почву, где оказалась туша северного оленя со спорами сибирской язвы, которая пролежала там в замерзшем виде несколько десятилетий. Когда туша оттаяла, то же самое произошло и со спорами сибирской язвы. В результате болезнь поразила около 90 человек в этом районе и погубила более 2000 северных оленей. Другие исследования указывают на то, что из-за таяния вечной мерзлоты могут появиться бактерии, устойчивые к существующим антибиотикам.
Однако Джэнссон пока не слишком обеспокоена вероятностью серьезной вспышки. «Я считаю, что таяние вечной мерзлоты несет в себе довольно маленький риск начала пандемии», — сказала она. Вполне возможно, сейчас у нас есть гораздо более серьезная проблема: изменение климата ускоряет распространение заболеваний, которые переносят насекомые. «Но есть масса такого, чего мы еще не знаем».
Вот в чем заключается главный вывод: мы пока даже не знаем, чего именно мы не знаем. Однако нам не стоит сидеть сложа руки, потому что повышение риска перехода патогенов от одного вида к другому — это еще один аргумент в пользу того, чтобы сделать все возможное для предотвращения климатического кризиса. По словам Моры, если глобальные температуры продолжат расти, это приведет к катастрофе. «Всякий раз, когда мы начинаем что-то искать, мы находим нечто еще более пугающее, чем мы предполагали».
