Оттаивание вечной мерзлоты обнажает старые патогены и новых хозяев

Увеличить Эндрю Бертон/Гетти

Арктика, эта отдаленная и почти нетронутая замороженная земля площадью 5,5 миллионов квадратных километров, быстро нагревается. Фактически, он нагревается почти в четыре раза быстрее, чем остальной мир, что имеет катастрофические последствия для региона и его жителей. Вы, вероятно, знаете многие из этих воздействий из документальных фильмов о природе: таяние ледяных шапок, повышение уровня моря и исчезновение белых медведей. Но хорошие новости! Есть еще один волновой эффект, о котором стоит беспокоиться: потепление ландшафта меняет динамику вирусов, что может привести к высвобождению новых патогенов.

Недооцененным последствием изменения климата является то, как оно усугубит распространение инфекционных заболеваний. Ожидается, что по мере того, как мир потеплеет, многие виды будут карабкаться по палкам и блуждать в нескольких милях от своей типичной среды обитания, унося с собой различные патогены. Это означает, что ранее неизвестные вирусы и носители встретятся впервые, что может привести к распространению вируса, когда вирус переходит от одного носителя-резервуара к новому, как наш старый друг SARS-CoV-2.

И одна часть мира, где это может произойти, — это Арктика. В новой статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, группа исследователей из Оттавского университета попыталась количественно оценить риск переполнения в регионе. Они отправились к озеру Хазен, пресноводному озеру в Канаде, расположенному за Полярным кругом, и собрали образцы почвы и озерных отложений, прежде чем секвенировать генетический материал из этих образцов для выявления присутствующих вирусов. Они также секвенировали геномы потенциальных хозяев в регионе, включая животных и растения.

Затем они попытались оценить вероятность распространения вируса на новый вид. Для этого они изучили генетическую историю вируса и его типичного хозяина. Если хозяин и вирус демонстрируют схожие закономерности в своей эволюции, это говорит о том, что они долгое время жили в тандеме и у вируса нет тенденции переходить к другим видам. Если их эволюционные модели сильно различаются, это говорит о том, что вирус некоторое время жил в других хозяевах, уже перепрыгнул и, скорее всего, запустится снова.

Зная о склонности вирусов в регионе к вытеснению видов, они использовали компьютерный алгоритм, чтобы оценить, как изменение климата повлияет на вероятность того, что они это сделают. Они использовали увеличивающийся поток талой воды с близлежащих ледников в качестве индикатора повышения температуры и обнаружили, что по мере повышения температуры и увеличения стока с ледников риск распространения вирусов в регионе, куда перепрыгивают хозяева, увеличивается вместе с ним. Почему? Когда талая вода течет в озеро, она уносит с собой и откладывает осадок, который разрушает население озера и, нарушая эту среду, ускоряет эволюцию патогенов против иммунной защиты их хозяев.

Важным предостережением является то, что невозможно дать окончательный ответ о том, что на самом деле произойдет. «Мы не можем сказать: «У нас будут серьезные проблемы с пандемией в высоких широтах Арктики», — объясняет Стефан Арис-Бросу, автор статьи и доцент биологии Оттавского университета. Задача состоит в том, чтобы просто количественно оценить риск возникновения переполнения. «Абсолютно невозможно предсказать такое событие».

Еще одно ограничение статьи заключается в том, что исследователи могли исследовать только известные отношения вирус-хозяин. «Большинство из них неизвестны», — говорит Джанет Янссон, ученый из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в штате Вашингтон, изучающая замороженные среды и не участвовавшая в исследованиях. Поэтому к результатам нужно относиться с недоверием, говорит она. Они указывают на проблему, но не дают полной картины угрозы распространения вируса в этом ландшафте.

И все же это еще один пример того, как изменение климата наносит ущерб микробному статусу-кво. «Мы часто не можем определить связь между...