Наукпоп

3 липня, 08:03

Ексклюзив НВ

Невідомі бактерії і не тільки. Які загрози для людства приховані в льодовиках, що тануть

Льодовики, що стрімко тануть, — це не просто свідчення змін клімату. Усе більше досліджень показують, що у вічній мерзлоті можуть ховатися віруси, які можуть призвести до нової хвилі пандемій.

Зміна клімату — одна з найважливіших проблем людства, яка тією чи іншою мірою торкнулася 85% населення Землі. Останні сім років були найспекотнішими за всю історію спостережень, а екологічні, людські й економічні проблеми, пов’язані з високою температурою, уже спостерігаються в усьому світі.

Незабаром ця ситуація вочевидь зміниться — причому не на краще.

І справа навіть не в масових лісових пожежах чи ураганах, які поступово стають новою частиною буденності оча, звичайно ж, і в них теж).

Передплатіть, щоб прочитати повністю

Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою

Передплатити
Перший місяць 1 ₴. Відмовитися від передплати можна у будь-який момент

Вічна мерзлота та льодовики стали домівкою для неймовірної кількості мікробів і бактерій. Свого часу для виживання їм довелося адаптуватися до життя за негативних температур із мінімальним доступом до поживних речовин або води. Завдяки цьому вони зможуть досить швидко прокинутися та повернутися до життя після танення криги. Наприклад, раніше дослідникам удалося відродити популяції бактерій вічної мерзлоти віком 30 тис., 120 тис. і навіть мільйон років.

«Це мікроби, які еволюціонували разом із такими істотами, як гігантські лінивці або мамонти, і ми уявлення не маємо, що вони можуть зробити, потрапивши в наші екосистеми», — говорить системна інженерка в Лабораторії реактивного руху в Каліфорнійському технологічному інституті NASA Кімберлі Майнер, котра очолила дослідження, у рамах якого вчені проаналізували тисячі досліджень, аби зібрати воєдино всі хімічні, вірусні та мікробні небезпеки, які принесла для нас Арктика.

Зараз найсильніше кліматичні зміни впливають на полюси нашої планети, де міститься вічна мерзлота. Лід, який існує в Арктиці й Антарктиді вже мільйони років, поступово тане.

Сибірська тундра обростає лісом, а тепло, поглинуте деревами, призведе до прискорення танення льодовиків в Арктиці, яка загалом нагрівається швидше за решту планети. За останні пів століття середньорічна температура в Арктиці зросла на 3,1°C порівняно з 1 °C для планети загалом. Через це мікроорганізми частіше проникають до останків рослин і тварин у талій мерзлоті й розкладають їх, виділяючи в атмосферу вуглекислий газ і метан.

Потепління призводить до того, що хвойні сибірські ліси поступово витісняються листяними, що лише прискорить ці процеси. Потепління у цьому регіоні загрожує стати справжньою катастрофою для всього людства: у глибинах вічної мерзлоти містяться мільярди тонн парникових газів. Льодовики, що тануть, вивільняють їх — так газ потрапляє в атмосферу, ще більше прискорюючи глобальне потепління.

Найкраще ця ситуація простежується на прикладі льодовиків та айсбергів: льодовики Антарктиди тануть швидше, ніж будь-коли за минулі 5500 років, а торік розтанув найбільший у світі айсберг А68. Він відколовся від антарктичного льодовикового покриву Ларсена С 2017 року — тоді його площа становила 5800 квадратних кілометрів, що приблизно дорівнює половині Закарпатської області. За чотири роки він перетворився на ніщо.

Іще однією великою проблемою Антарктиди є льодовик Туейтса, який також називають льодовиком Судного дня. Учені припускають, що він може зникнути протягом наступних трьох років. Це призведе до того, що рівень моря в усьому світі підвищиться більш ніж на 65 см. Є також гіпотеза, що танення Туейтса запустить ланцюгову реакцію у вигляді танення інших льодовиків, через що рівень води може піднятися на кілька метрів.

За останні 20 років швидкість танення світових льодовиків збільшилася вдвічі. Починаючи з 2015 року, 220 тис. гірських льодовиків у світі втрачають понад 328 мільярдів тонн льоду та снігу щороку. Проблема дісталася навіть льодовиків Евересту, де за останні 25 років товщина льоду скоротилася на 55 метрів.

Танення льодовиків стосується не лише рівня води. Учені дедалі активніше говорять і про інший аспект цієї проблеми — про віруси, які приховані у, здавалося б, вічних льодах.

Насправді про небезпеку «льодовикових» вірусів говорили вже давно — наприклад, ще 2004 року біологи попереджали, що у вічній мерзлоті Антарктиди розміщена бомба уповільненої дії: тоді їм удалося витягти сотні життєздатних бактерій і грибів із древнього льоду. У своїй статті біологи попереджали, що крига є важливим абіотичним резервуаром для патогенних мікробів.

Сюрпризи зберігають не лише льодовики на полюсах: наприклад, дослідники з Китайської академії наук виявили 968 видів бактерій у зразках снігу та льоду, зібраних із льодовиків Тибету. Причому 98% цих бактерій невідомі науці та можуть бути потенційно небезпечними для людства. Схожа ситуація і в Альпах, де швейцарські вчені нічого не знають приблизно про третину вірусів, знайдених у льодах.

У випадку з льодом Тибету проблема в тому, що він живить відразу кілька річок, які потім розтікаються по густонаселеним району Китаю та Індії. У своїй роботі вчені закликають активніше вивчати мікробне життя льодовиків, а також наполягають на необхідності переглянути підхід до екології, щоб у майбутньому не зіткнутися з новими небезпеками у вигляді епідемій та епізоотій.

Насправді льодовики Тибету вже давно хвилюють учених — у 2020 році ще одна команда дослідників виявила там 33 різних групи вірусів, 28 із яких є абсолютно незнайомими для нас. Їхнє вивчення допоможе зрозуміти, як розвивалися з часом, — деяким мікробам може бути понад 15 тис. років — проте в найгіршому сценарії танення льодів призведе до викидів патогенів у довкілля. Тому нам важливо розуміти, до чого готуватись.

«Патогенні мікроби, що живуть у кризі, можуть призвести до локальних епідемій і навіть пандемій», — попереджають учені. Аналіз показав, що деякі з них можуть бути дуже небезпечними для людей та інших організмів. Команда знайшла близько 27 тис. потенційних факторів вірулентності, причому майже половина з них ніколи раніше не зустрічалися вченим, а тому дізнатися, наскільки шкідливими та небезпечними можуть бути бактерії насправді, ми зараз не можемо.

Проблема може не зникнути навіть якщо припустити, що льодовикові бактерії загинуть після відтавання своїх «хаток»: мікроби мають унікальну здатність передавати великі ділянки своєї ДНК своїм родичам. Подібний генетичний коктейль між льодовиковими та сучасними мікробами може бути особливо небезпечним.

Це також показало дослідження вчених Оттавського університету під керівництвом Одрі Лем'є. Вивчивши ґрунт і відкладення одного з канадських озер, вони виявили, що в тих місцях, де в озеро впадають притоки, що несуть воду з льодовиків, існує ймовірність симбіозу мікроорганізмів.

Учені наголошують, що РНК-віруси, які вважаються більш патогенними за рахунок своєї активної мінливості, на кшталт вірусів грипу, Зіка, Еболи, коронавірусів, поліомієліту та багатьох інших, навряд чи виживуть у льодовиках. Їм, аби вижити, необхідний господар, чиє тіло забезпечило б їм відповідне середовище. Тому зараз ризик виникнення епідемій чи пандемій невеликий, оскільки у прилеглих до вічної мерзлоті областях існує невелика кількість потенційних переносників, які могли б передати віруси іншим видам.

Насправді нам навряд чи варто побоюватися прямої передачі вірусу людині з огляду на малонаселеність більшості місць, де існують льодовики. Однак зміни клімату спонукають переселення тварин, які поступово переміщуються ближче до полюсів — і це може справді нести в собі небезпеку.

Упевненість у тому, що танення льодовиків обов’язково призведе до появи нової небезпечної хвороби, поки що немає. Кімберлі Майнер упевнена — для людей набагато безпечніше зберегти льодовикові віруси та мікроби там, де вони зараз, ніж намагатися впоратися з ними, коли вони втечуть зі своїх крижаних осель.

Однак ці мікроби та віруси можуть нести в собі й позитивні речі: обережне вивчення цих організмів може показати нам їхнє можливе застосування в медицині чи косметиці. Крім того, важливо не забувати і про еволюцію життя на Землі — льодовикові віруси можуть бути ключем до розгадки таємниці появи життя або, як мінімум, його розвитку.

«Єдиний наш справжній ворог — це наше невігластво, адже ми не готуємося до наслідків. Ми маємо всі ці знання, тут немає нічого нового. Ми повинні бути краще підготовлені до процесів, які відбуватимуться через кліматичні зміни», — упевнена мікробіологиня Бірґітта Евенґорд із шведського університету Умео.

Ми досі не усвідомлюємо всіх складнощів, які несе із собою глобальне потепління. Очевидне одне — щоб уникнути гіршого, готуватися до нової реальності потрібно вже зараз. Як і працювати над тим, аби ця нова реальність не була такою жорстокою.

Другие новости

Всі новини