في الأرضية الجليدية يستيقظ المرض الخطير

طوال تاريخ كوكبنا الناس تعايش مع البكتيريا والفيروسات. كنا نبحث عن سبل مقاومة والطاعون والجدري ، وأنها استجابت من خلال البحث عن طرق تصيب الولايات المتحدة. ما يقرب من مائة سنة ونحن استخدام المضادات الحيوية منذ اكتشف البنسلين الكسندر فليمنغ. وردا على البكتيريا قد اكتسبت مقاومة المضادات الحيوية. معركة لا نهاية. ننفق الكثير من الوقت مع مسببات الأمراض ، الذي بدوره وضع بعضها البعض إلى طريق مسدود. ولكن ماذا يحدث إذا نحن فجأة تواجه القاتلة للبكتيريا والفيروسات التي لا ينظر لآلاف السنين أو لا يرى ؟

ربما سنكتشف قريبا. تغير المناخ يؤدي إلى ذوبان التربة دائمة التجمد التي تم تجميدها منذ آلاف السنين ، كما ذوبان التربة القديمة الفيروسات والبكتيريا التي تأتي على قيد الحياة والعودة إلى الحياة.

في أغسطس 2016 في زاوية نائية من سيبريا في شبه جزيرة يامال ، توفي في 12 من عمره وما لا يقل عن عشرين شخصا نقلوا الى المستشفى بعد التعاقد الجمرة الخبيثة.

وقد أشير إلى أن أكثر من 75 عاما الغزلان بعدوى الجمرة الخبيثة, وقد توفي وله المجمدة العظمي المحاصرين تحت طبقة التربة المجمدة تحت الجليد. بقي هناك حتى صيف عام 2016 ، عندما يرجع إلى الحرارة في إذابة الجليد. وهكذا صدر جثة الغزال و عدوى الجمرة الخبيثة في قادم المياه والتربة ، ثم في الإمدادات الغذائية. كان الناس تحت التهديد.

الشيء المخيف هو أن هذا قد لا يكون على حالة واحدة.

الأرض مع ارتفاع درجات الحرارة و ذوبان المزيد من الجليد. في ظل ظروف طبيعية الطبقات السطحية من التربة الصقيعية عمق حوالي 50 سم وقد إذابة كل صيف. لكن الاحترار العالمي تدريجيا الشريط القديم طبقات من الجليد.

المعمرة التربة المجمدة — المكان المثالي البكتيريا بقي على قيد الحياة لفترات طويلة من الزمن ، وربما ملايين السنين. وهذا يعني أن ذوبان الجليد قد فتح صندوق باندورا من المرض.

درجة الحرارة في الدائرة القطبية الشمالية ينمو بسرعة ، عن ثلاث مرات أسرع من بقية العالم. يمكن أن تذهب والعوامل المعدية الأخرى.

"التجمد هو حارس عظيم الجراثيم والفيروسات لأنه المظلمة الباردة ، و لا الأوكسجين" ، ويقول عالم الأحياء التطوري جان ميشال Clavery من إيكس-مرسيليا في فرنسا. "الفيروسات المسببة للأمراض التي يمكن أن تصيب الحيوانات والنباتات يمكن أن تكون محفوظة في طبقات الجليد ، بما في ذلك تلك التي تسببت في وباء عالمي في الماضي."

في بداية القرن ال20 أكثر من مليون الرنة مات من الجمرة الخبيثة. في الشمال ليس من السهل حفر قبر عميق ، وبالتالي فإن غالبية هذه الجثث كانت مدفونة قرب سطح 7000 القبور المنتشرة في شمال روسيا.

ما آخر قد يكون مختبئا تحت المجمدة الأرض ؟

الناس والحيوانات دفنوا في الأبدية merzlote مئات السنين ، لذلك فمن الممكن أن الخارج يمكن أن تذهب وغيرها من العوامل المعدية. على سبيل المثال ، تمكن العلماء من العثور على شظايا من الحمض النووي الريبي من فيروس الانفلونزا الاسبانية في الجثث بشكل جماعي دفن في التندرا ألاسكا. الجدري والطاعون هو أيضا دفن في سيبيريا. في دراسة في عام 2011 ، بوريس Revich و مارينا Podolny كتب: "نتيجة ذوبان الجليد ، نواقل من الإصابات القاتلة من القرنين 18 و 19 أيار / مايو أعود, لا سيما بالقرب من المقابر حيث دفن ضحايا هذه الالتهابات."

في 1890s ، سنوات في سيبيريا خطيرة وباء الجدري. مدينة فقدت 40% من سكانها. الجثث كانت مدفونة تحت الطبقة العليا من الجليد على ضفاف نهر كوليما. في 120 سنة الفيضان من نهر كوليما لتدمير الشاطئ ، وذوبان التربة الصقيعية وقد تسارعت هذه العملية من التآكل.

المشروع الذي بدأ في عام 1990 المنشأ علماء من مركز أبحاث الدولة من الفيروسات والتكنولوجيا الحيوية في نوفوسيبيرسك درسوا بقايا العصر الحجري الناس اكتشفت في جنوب سيبيريا بالقرب من جبال التاي. ودرس الباحثون أيضا عينات من جثث الناس الذين لقوا حتفهم أثناء الأوبئة الفيروسية في القرن 19 كانت مدفونة في الجليد في روسيا.

يقول العلماء الجثث تم العثور عليها مع القروح ، نموذجية من آثار الجدري. على الرغم من أنها لم تجد فيروس الجدري ، وجدوا شظايا من الحمض النووي.

طبعا هذه ليست الحالة الأولى عندما البكتيريا هي مجمدة في الجليد ، يأتي على قيد الحياة مرة أخرى.

في عام 2005 دراسة الباحثين ناسا بنجاح إحياء بكتيريا المغلقة في بركة متجمدة في ألاسكا 32,000 سنوات. الجراثيم تسمى Carnobacterium pleistocenum جمدت منذ العصر الجليدي ، عند الصوفية الماموث لا تزال تجوب الأرض. بمجرد أن الجليد ذاب ، فقد بدأت مرة أخرى إلى السباحة كما لو أن شيئا لم يحدث.

بعد ذلك بعامين ، العلماء كانوا قادرين على إحياء البكتيريا من سن 8 مليون عاما الذين ينامون في الجليد تحت سطح الجليدية في وديان منارة مولينز في القارة القطبية الجنوبية. في نفس الدراسة البكتيريا تعافى من الجليد الذي كان أكثر من 100 ، 000 سنة.

ومع ذلك ، ليس كل البكتيريا يمكن أن يعود إلى الحياة بعد تجميد الجليد. بكتيريا الجمرة الخبيثة يمكن أن تفعل ذلك, لأن شكل للغاية مرونة الجراثيم التي يمكن أن تعيش في حالة تجمد لفترة طويلة جدا.

البكتيريا الأخرى التي يمكن أن تشكل الجراثيم وبالتالي البقاء على قيد الحياة في الجليد ، وتشمل الكزاز كلوستريديوم البوتولينوم ، المسؤولة عن التسمم الغذائي: نادر الأمراض التي يمكن أن تسبب الشلل و يؤدي إلى الموت. بعض الفطريات يمكن أيضا البقاء على قيد الحياة في الجليد لفترة طويلة.

بعض الفيروسات يمكن أيضا البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة من الوقت.

في عام 2014السنة العلماء بقيادة Clavery إحياء الفيروسات اثنين القبض على الجليد الدائم في سيبيريا ل 30 ، 000 سنة. المعروفة باسم Pithovirus sibericum و Mollivirus sibericum ، فهي تعتبر "عملاق فيروس" لأنه على عكس معظم الفيروسات ، فهي كبيرة بحيث يمكن أن ينظر إليها تحت مجهر عادي. تم العثور على عمق 30 مترا في المناطق الساحلية التندرا.

على الفور بعد الشفاء من الفيروس أصبح المعدية. لحسن الحظ بالنسبة لنا ، على وجه التحديد هذه الفيروسات تصيب فقط وحيدة الخلية الأميبا. غير أن الأبحاث تشير إلى أن الفيروسات الأخرى التي يمكن أن تصيب البشر أيضا, يمكن إحياؤها.

وعلاوة على ذلك ، الاحترار العالمي لا يجب أن تذوب الجليد أن يكون خطرا. كما الجليد البحري في القطب الشمالي يذوب الشاطئ الشمالي من سيبيريا ، يصبح من الأسهل للوصول إلى طريق البحر. ومن الواضح أن يصبح أكثر ربحية التنمية الصناعية ، بما في ذلك التعدين و المعادن, التنقيب عن النفط والغاز الطبيعي الاستخراج.

"في هذه اللحظة ، هذه هي المناطق الفارغة ، الطبقات العميقة من التربة الصقيعية لا أحد يمس" ، ويقول Clavery. "ولكن هذه القديمة طبقات يمكن أن تحصل في عملية الحفر وعمليات الحفر. إذا كان قابلا للتطبيق virions لا تزال تعيش هناك ، سيكون كارثة."

عملاق الفيروسات قد تكون على الأرجح مرتكبي اندلاع الفيروسي.

"معظم الفيروسات بسرعة المعطل خارج الخلية المضيفة بسبب الضوء ، التجفيف ، أو عفوية البيوكيميائية تدهور" يقول Clavery. "على سبيل المثال ، إذا تلف الحمض النووي و لا يمكن استعادة الفيروسات تتوقف عن ان تكون المعدية. ومع ذلك ، من بين الفيروسات المعروفة ، العملاقة الفيروسات تميل إلى أن تكون دائم للغاية ومقاومة."

Clavery قال قد تواجه الفيروس من أول الناس الذين سكنوا في القطب الشمالي. يمكننا أن نرى حتى الفيروسات طويلة الأنواع المنقرضة من كائنات شبيهة بالإنسان مثل البشر البدائيون و denisovans ، الذين استقروا في سيبيريا تعرضت لمختلف الأمراض الفيروسية. في روسيا العثور على بقايا النياندرتال الذين تتراوح أعمارهم بين 30-40 ، 000 سنة. السكان الذين كانوا يعيشون هناك ، كان مريضا والموت لآلاف السنين.

"إمكانية نتمكن من التقاط الفيروس من فترة طويلة انقرضت البدائي ، يشير إلى أن فكرة أن الفيروس يمكن أن يكون "القضاء" من كوكب الأرض ، خطأ يعطينا شعورا زائفا بالأمن. هذا هو السبب في إمدادات اللقاح يجب أن يتم تخزينها فقط في حالة".

2014 Clavery يحلل الحمض النووي محتوى معمرة دائمة التجمد في البحث الوراثية تواقيع الفيروسات والبكتيريا التي يمكن أن تصيب البشر. وجد الكثير من البكتيريا التي يمكن أن تكون خطرة على الناس. البكتيريا قد الحمض النووي التي بترميز عوامل الفوعة: الجزيئات التي تنتج البكتيريا المسببة للأمراض والفيروسات التي تزيد قدرتها على إصابة المضيف.

فريق Clavery كما وجدت عدة تسلسلات الحمض النووي التي يبدو أن تأتي من الفيروسات ، بما في ذلك الحلأ. ولكن آثار الجدري لم يتم العثور حتى الآن. لأسباب واضحة لم يكونوا يحاولون إحياء أي من مسببات الأمراض.

قد يكون جيدا أن مسببات الأمراض التي قد فقدت هذه العادة من الناس الذين يمكن أن تظهر في أماكن أخرى وليس فقط من الثلج أو الجليد.

في شباط / فبراير عام 2017 ، ناسا وقال العلماء أن الميكروبات الموجودة في سن 10 إلى 50 ، 000 سنة في البلورات في المكسيك الألغام. هذه البكتيريا كانت موجودة في كهف البلورات ، جزء من رمح في نيس في شمال المكسيك. الكهف يحتوي على الكثير من الحليب الأبيض البلورات المعدنية سيلينات ، التي تم تشكيلها منذ مئات الآلاف من السنين.

البكتيريا كانوا محاصرين في جيوب صغيرة من البلورات السائلة, ولكن بمجرد سحب أنهم إحياء بدأت تتكاثر. هذه الميكروبات وراثيا فريدة من نوعها و قد تكون جديدة نوعا ، ولكن العلماء لم تنشر بعد عملهم.

في الكهف Lechuguilla في نيو مكسيكو ، 300 قدم تحت الأرض وجدت حتى كبار السن البكتيريا. هذه الميكروبات لم أر السطح أكثر من 4 مليون سنة. الكهف لم ير الشمس قد عزل من 10 ، 000 سنة من سطح المياه.

على الرغم من هذا, البكتيريا بطريقة أو بأخرى كانت مقاومة 18 أنواع من المضادات الحيوية ، بما في ذلك الأدوية التي كانت تعتبر "آخر الحدود" في مكافحة العدوى. في دراسة نشرت في كانون الأول / ديسمبر 2016 ، وقد اكتشف العلماء أن البكتيريا المعروفة باسم Paenibacillus sp. LC231 كانت مقاومة 70% من المضادات الحيوية.

لأن البكتيريا كانت معزولة تماما في كهف لمدة أربعة ملايين سنة ، لم تتلامس مع الناس أو المضادات الحيوية التي نحن في علاج العدوى. اتضح المقاومة للمضادات الحيوية ظهرت خلاف ذلك.

ويعتقد العلماء أن البكتيريا التي لا تسبب ضرر على الناس ، من بين العديد من الآخرين في إنتاج المضادات الحيوية الطبيعية المقاومة. وهذا هو الأكثر مقاومة المضادات الحيوية موجودة منذ ملايين أو حتى بلايين السنين.

ومن الواضح أن هذه المقاومة للمضادات الحيوية يمكن أن تتطور في عيادة في استخدام المضادات الحيوية.

والسبب في ذلك هو أن العديد من أنواع الفطريات الأخرى حتى البكتيريا تنتج بشكل طبيعي المضادات الحيوية إلى كسب ميزة تنافسية على غيرها من الميكروبات. حتى فليمنغ أول من اكتشف البنسلين: البكتيريا في طبق بتري توفي بعد التلوث-إنتاج المضادات الحيوية والفطريات.

في الكهوف ، حيث القليل من الطعام, الكائنات الحية تحتاج إلى أن تكون لا يرحم إذا كنت ترغب في البقاء على قيد الحياة. البكتيريا مثل Paenibacillus ، ربما ، هو تطوير مقاومة المضادات الحيوية لتجنب الموت من منافسة الكائنات الحية.

هذا ما يفسر لماذا البكتيريا على مقاومة المضادات الحيوية الطبيعية التي تأتي منالبكتيريا و الفطريات و يشكلون حوالي 99.9% من جميع الولايات المتحدة تستخدم المضادات الحيوية. البكتيريا واجه أبدا مع اصطناعية المضادات الحيوية ، بحيث يكون لهم المقاومة.

"عملنا وأن الآخرين تشير إلى أن مقاومة المضادات الحيوية ليست شيئا جديدا" يقول الميكروبيولوجي عسلي بارتون من جامعة أكرون, أوهايو, الذي قاد الدراسة. "أجسامنا كانت معزولة عن سطح الماضي 4-7 مليون سنة ، ولكن صمود لديهم وراثيا مطابقة لتلك التي وجدت في أنواع السطح. وهذا يعني أن هذه الجينات على الأقل قديمة و لم تظهر يرجع ذلك إلى حقيقة أن الناس بدأت في استخدام المضادات الحيوية".

على الرغم من أن Paenibacillis غير ضارة للبشر ، من الناحية النظرية فإنه يمكن نقل المضادات الحيوية مقاومة مسببات الأمراض الأخرى. ولكن بما أنها معزولة تحت 400 متر من الصخور ، يبدو من غير المحتمل.

ومع ذلك ، فإن المضادات الحيوية الطبيعية على مقاومة المضادات الحيوية ربما شائعة جدا أن العديد من البكتيريا الناشئة عن ذوبان الجليد ، قد يكون لديك ذلك. في تأكيد هذه الدراسة في عام 2011 ، العلماء استخراج الحمض النووي من البكتيريا التي اكتشفت في التربة الصقيعية من العمر 30 000 سنة في بحر بيرينغ. وجدوا الجينات ترميز المقاومة بيتا-لاكتام, Tetracyclinum و glycopeptide المضادات الحيوية.

يجب أن تقلق ؟

ويعتقد أن خطر الميكروبات المسببة للأمراض من الجليد من بطبيعتها مجهول ، وبالتالي الخبرة ليست ضرورية. علينا بدلا من ذلك أن تركز على أكثر وضوحا تهديدات تغير المناخ. على سبيل المثال درجة حرارة الأرض في شمال البلاد يمكن أن تصبح أكثر عرضة لتفشي "الجنوب" من الأمراض مثل الملاريا والكوليرا وحمى الضنك ، لأن مسببات الأمراض تزدهر في الحرارة.

ثم هناك رأي مفاده أنه لا ينبغي لنا أن نتجاهل المخاطر عندما لا نستطيع قياسها كميا.

وقال"هناك عدد غير الصفر احتمال أن الميكروبات المسببة للأمراض يمكن إحياء وتصيب لنا" يقول clavery. "كيف المرجح هو لم يعرف بعد ولكن على الأرجح. ربما هذه البكتيريا يمكن علاجها بالمضادات الحيوية ، مقاومة البكتيريا والفيروسات. إذا كان الممرض لم يكن في الاتصال مع الناس لفترة طويلة ، الجهاز المناعي غير جاهز. وبالتالي فإن الخطر."