Смерть затаилась во льдах. Древние вирусы возвращаются

МОСКВА, 28 окт — РИА Новости, Николай Гурьянов. Новые исследования подтверждают: доисторические вирусы и бактерии все чаще будут проникать в нашу среду обитания из-за таяния ледников. Какие древние патогены могут пробудиться и насколько велика опасность для людей — в материале РИА Новости.

"Драматические последствия"

Ледники и многолетняя мерзлота — гигантские холодильники планеты. Микроорганизмы там консервируются — с возможностью оживления. Из-за глобального потепления оттаивают ледяные мумии погибших в доисторические времена животных, а вместе с ними и возбудители болезней.

Патоген может представлять опасность, когда в результате мутаций приобретает способность заражать другой вид. Так было, например, с зоонозным SARS-CoV-2, переселившимся в человека из летучих мышей.

Канадские ученые решили оценить вероятность межвидовой передачи древних инфекций, спящих во льду.

Стефан Арис-Бросу и его коллеги из Университета Оттавы собрали образцы отложений со дна заполярного озера Хейзен и почвы из сезонно пересыхающих русел, по которым талая вода поступает в водоем из местных ледников. Затем секвенировали РНК и ДНК в этих образцах, чтобы идентифицировать сигнатуры, близкие к известным вирусам, а также потенциальным носителям — животным, растениям или грибам. И запустили алгоритм расчета вероятности заражения неродственных организмов.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, показало, что риск распространения вирусов повышался по мере увеличения объемов талой ледниковой воды.

Интересно, что усиление потоков с ледников понизило шансы опасных генетических сочетаний в образцах почвы. Ученые объясняют это тем, что вода смывает верхний слой земли вместе с находящимися там микроорганизмами.

А вот в озере Хейзен происходит так называемая фрагментация среды, ограничивающая движение генетического материала и способствующая дрейфу генов — накоплению изменений. Это благоприятствует межвидовому переносу болезней при помощи, например, комаров.

Изменение климата запустило два процесса. С одной стороны, увеличилось количество сточных вод, а значит, и переносимых ими древних патогенов. С другой — ареал обитания животных, способных стать распространителями оживших болезней, смещается на север. Оттаявший вирус рано или поздно встретится с подходящим четвероногим или двуногим резервуаром. “Это может иметь драматические последствия”, — подчеркивают авторы работы.

"Рецепт катастрофы"

В России сразу несколько научных команд работают с реликтовой флорой и фауной. Им удалось разбудить от вечной спячки коловраток, червей, вырастить из семян возрастом 32 тысячи лет травянистое растение.

В 1972-м после оттаивания вернули к жизни сравнительно крупное животное — сибирского углозуба (вид тритона длиной около десяти сантиметров). За ним наблюдали полгода, после чего умертвили для радиоуглеродного анализа. Выяснилось, что тритон провел в анабиозе от 75 до 105 лет.

В 2021-м исследователи из Университета штата Огайо в США объявили, что обнаружили в образцах льда с Тибетского плато генетический материал 33 вирусов, 28 из которых — неизвестные. Возраст — 15 000 лет.

Некоторые патогены, извлеченные из вечной мерзлоты, вообще ни на что не похожи. В 2014-м в образцах из Сибири российские и французские ученые увидели гигантский вирус возрастом 30 тысяч лет. Его можно было рассмотреть даже в обычный оптический микроскоп. В пробирке он заразил современную амебу.

© Фото : Julia Bartoli & Chantal Abergel, IGS, CNRS/AMU

Гигантский вирус возрастом 30 тысяч лет, найденный учеными в вечной мерзлоте в Сибири

Один из авторов того исследования, Жан-Мишель Клавери заявил, что возрождение инфекционных агентов из многолетней мерзлоты выглядит "рецептом катастрофы". Его российские коллеги выражались более сдержанно.

"Если рассуждать здраво, риск минимален. Мерзлота оттаивает каждое лето, и все ее содержимое попадает в природу. Да и люди в тех местах, где нашли гигантские вирусы, тогда не жили, поэтому вряд ли там есть микробы, опасные для нас", — говорила участница исследования Любовь Шмакова из лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН.

Однако современные лекарства могут оказаться бессильными перед оттаявшими болезнями. Несколько лет назад ученые выделили и культивировали два бактериальных штамма с Мамонтовой горы в Якутии, относящихся к среднему миоцену (более 14 миллионов лет назад). Анализ показал несколько генов, связанных с устойчивостью к разным группам антибиотиков.

Древнее зло пробудилось

Споры сибирской язвы сохраняются в замороженных останках людей и животных сотни лет. При этом моровые поля, как правило, находятся близко к поверхности — выкапывать глубокие ямы в условиях вечной мерзлоты сложно. По мере оттаивания верхнего слоя криосферы древняя бактерия получает все больше шансов на возрождение.

Летом 2016-го на Ямале была аномальная жара — до 35 градусов. Оттаял скотомогильник, рядом с которым пасли оленей. В результате сибирскую язву диагностировали у 20 госпитализированных оленеводов. Умер 12-летний мальчик, контактировавший с инфицированным животным. К счастью, вспышку заболевания быстро купировали.

© Public domain/CDC

Микрофотография бацилл сибирской язвы

“Тогда оперативно и очень хорошо сработали все надзорные органы, — говорит РИА Новости Борис Ревич из Института народохозяйственного прогнозирования РАН. — Но нужна профилактика. Нам никак не удается объяснить чиновникам, отвечающим за финансирование, что это лучше, чем потом лечить людей”.

Вспышка произошла на фоне сокращения вакцинации северных оленей. Кроме того, выявили недостаточный контроль за состоянием скотомогильников. В недавней работе Ревич и его коллеги указали на наиболее опасные моровые поля. И выпас северных оленей в потенциальных зонах заражения продолжается.

Коренные народы Севера наиболее уязвимы перед доисторическими эпидемиологическими угрозами. В 2020-м ученые призвали ВОЗ активизировать палеомикробиологические исследования, чтобы защитить традиционные сообщества макрорегиона.

"Очень дорогая тема"

Больше всего от таяния многолетней мерзлоты, включая возможную вирусную нагрузку, пострадает Россия. Промерзшие почвы — это две трети страны. Кроме того, нигде в мире нет столь масштабной хозяйственной деятельности в этой зоне. Тающая криосфера повреждает инфраструктуру — в частности, водопроводы. Попав туда, вредоносные микроорганизмы могут заразить людей.

“Это очень большая и очень дорогая тема. Я, конечно, не призываю создавать министерство по мерзлоте. Но междисциплинарная комплексная программа нам нужна. В первую очередь это микробиологический и бактериологический контроль, в том числе за состоянием могильников. Но следует учесть и другие аспекты, например пересмотреть строительные нормативы”, — отмечает Ревич.

© Иллюстрация РИА Новости . Anisimov, O., Zimov, S. Royal Swedish Academy of Sciences 2020

Точки наблюдения за состоянием вечной мерзлоты на территории России: 1 — 384 скважины программы TSP с датчиками температуры на разных глубинах; 2 — 68 площадок наблюдения за толщиной сезонно-талого слоя (программа CALM); 3 — 146 метеостанций Росгидромета, на которых осуществляют мониторинг температур грунта на глубине 3,2 метра; 4 — 35 площадок мониторинга состояния вечной мерзлоты. Геокриологические зоны: а — сплошная мерзлота; б — прерывистая; в — спорадическая; г — островная

Россия готовится к встрече с "древним злом". Так, Научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" и Северо-восточный федеральный университет (Якутск) экспериментируют с представителями мамонтовой фауны — в ископаемых животных ищут палеовирусы, чтобы найти способ борьбы с ними.

На базе гидрометеорологических станций Росгидромета создают национальную систему фонового мониторинга многолетней мерзлоты со 140 пунктами наблюдения. Ожидается, что уже в следующем году ученые получат первые данные.