Таяние вечной мерзлоты сегодня представляет одну из наиболее острых и потенциально опасных экологических угроз. Наряду с высвобождением огромных объемов углекислого газа и метана, что усиливает парниковый эффект, эта проблема влечет за собой и менее очевидные, но не менее страшные последствия — высвобождение древних патогенов, которые были «заперты» в замороженной почве на протяжении тысячелетий. «Зомби-вирусы» — так ученые назвали эти возбудители, пробуждающиеся из многовекового сна, — могут стать источником новых, возможно, катастрофических пандемий. Рассмотрим, каковы шансы их пробуждения и чем это чревато для человечества и планеты в целом.
Вечная мерзлота и её значение для планеты
Вечная мерзлота покрывает около 20% земной поверхности, сохраняя в себе не только лед, но и остатки древних растений, животных и микроорганизмов. Она служит своеобразной замороженной капсулой времени, сохранив внутри следы тысячелетней истории Земли, от древней микрофлоры и микрофауны до газов, таких как углекислый газ и метан. Глобальное потепление, влекущее за собой таяние вечной мерзлоты, высвобождает углерод, накопленный за миллионы лет, что еще больше усиливает нагревание планеты. На каждое повышение температуры на один градус Цельсия ученые прогнозируют потерю от 0,3 до 3,4 миллиона км² мерзлоты.
По данным исследований, в последние десятилетия скорость потепления в Арктике и Антарктике более чем в два раза превышает средние темпы нагрева в других регионах Земли. Только с 1970-х годов температура почвы в этих областях выросла почти на 2 °C, и на сегодняшний день южные границы мерзлоты отступили уже на десятки километров. Даже в случае удержания потепления на уровне до 2 °C к концу столетия мир потеряет порядка четверти этих замороженных территорий.
Потенциальное пробуждение древних патогенов
Таяние ледников и мерзлоты угрожает не только стабильности инфраструктуры, как, например, дорог и жилых зданий, но и способно пробудить патогенные микроорганизмы, о которых наука едва ли имеет представление. В старых слоях почвы содержатся бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, которые были «законсервированы» более 100 тысяч лет назад. Среди этих микроорганизмов выделяются бактерии, которые относятся к родственным штаммам современных патогенов, например, Bacillus anthracis, вызывающий сибирскую язву, и другие, которые потенциально могут представлять угрозу. В 2016 году аномально жаркое лето привело к высвобождению Bacillus anthracis, что привело к массовой гибели северных оленей и заражению людей на Севере.
С древними микробами связаны дополнительные риски, так как их ДНК не знакома нашей иммунной системе. Это означает, что они могут быстро распространиться, заражая людей, животных и нарушая экосистемы. Исследования подтверждают, что при каждом новом оттаивании из древних слоев могут высвобождаться до четырех секстиллионов патогенов ежегодно. Способность таких «зомби-вирусов» приспосабливаться к новой среде делает их потенциально очень опасными. Даже если возбудитель будет не так заразен для человека, как COVID-19, его адаптация может изменить местные экосистемы, создавая угрозу не только здоровью людей, но и устойчивости биоценозов.
Примеры древних вирусов, обнаруженных в ледниках
В 2014 году ученым удалось обнаружить и активировать Pithovirus sibericum, древний вирус, который был заморожен на протяжении примерно 30 тысяч лет. Похожий на бактерию, он способен заражать простейшие организмы, такие как амебы, но, к счастью, безопасен для людей. Среди прочих вирусов исследователи находили Pandoravirus yedoma, возраст которого оценивается в 48 500 лет. Эти так называемые мегавирусы заражают прокариот, что делает их относительно безвредными для млекопитающих, однако ученые считают, что другие вирусы из вечной мерзлоты вполне могут заражать людей.
Древняя мерзлота также содержит следы осповирусов и герпесвирусов, что наводит на мысль о том, что в условиях современного потепления древние формы болезней могут вернуться и пробудиться. Пример вирусов оспы особенно тревожен, поскольку именно этот вирус за время своего существования унес миллионы жизней, а в условиях низкого уровня иммунизации сегодня он может спровоцировать тяжелую эпидемию.
Современные технологии и устойчивость к антибиотикам
Сложности для медицины усугубляются тем, что древние бактерии могут обладать устойчивостью к современным антибиотикам. Исследования образцов вечной мерзлоты подтвердили наличие генов, которые обеспечивают устойчивость к таким антибиотикам, как аминогликозиды и β-лактамы. Это демонстрирует, что такие гены существовали еще до того, как человек стал использовать антибиотики, и вполне вероятно, что они могут передаваться другим бактериям.
С другой стороны, устойчивость к антибиотикам у древних бактерий зачастую ниже, чем у современных штаммов, что дает надежду на то, что современные препараты смогут справиться с ними. Однако все равно проблема остается серьезной, поскольку глобальная медицина в условиях высокой антибактериальной резистентности уже испытывает серьезные трудности с лечением бактериальных инфекций.
Экологическая угроза и риск вымирания
Исследования показывают, что пробуждение даже одного патогена может стать причиной значительных изменений в экосистемах. Например, воссоздание древнего вируса в модели показало, что в 3,1% случаев он становился доминирующим в среде и вызывал заметное сокращение популяций современных бактерий. Эти данные, казалось бы, минимальны, но с учетом того, что каждый тающий пласт мерзлоты высвобождает огромное количество микроорганизмов, шанс появления патогенов, вызывающих широкие эпидемии, значителен.
Наиболее уязвимы экосистемы в арктических регионах, где условия суровой изоляции ранее сохраняли их стабильными. Активизация добывающих отраслей и рост численности населения в этих зонах также увеличивают риск заражения. Кроме того, рабочие, строители и шахтеры могут оказаться в зоне высокого риска из-за контакта с активными патогенами.
Подготовка к угрозе и меры предосторожности
В свете таких угроз мировое сообщество предпринимает усилия по наблюдению за потенциально опасными патогенами, разрабатываются карантинные мероприятия и системы мониторинга для выявления первых случаев заражения «зомби-вирусами». Опыт пандемии COVID-19 продемонстрировал, что системы здравоохранения не всегда способны оперативно реагировать на глобальные вызовы, а значит, требуется усиленная подготовка и международное сотрудничество.
Развитие технологий мониторинга и быстрого обнаружения патогенов, усиление поддержки арктических медицинских и научных центров, а также исследование образцов древней мерзлоты — важные шаги в этой борьбе. Эксперты подчеркивают важность осознания потенциальных рисков для своевременной подготовки и минимизации последствий.
Заключение
Распространение древних микроорганизмов из вечной мерзлоты представляет собой реальную угрозу для здоровья и безопасности человечества. Сегодня это уже не вопрос научной фантастики, а необходимость развивать программы превентивного характера и повышать уровень готовности мирового сообщества.
