Science-Fiction ist voll von fantasievollen Geschichten über tödliche Organismen, die aus dem Eis auftauchen und ahnungslose menschliche Opfer verwüsten.
Aus formverändernde Außerirdische in der Antarktis bis hin zu Superparasiten, die aus a Auftauendes Wollhaarmammut in Sibirien, zu exponiert Permafrost in Grönland eine Viruspandemie verursachen – das Konzept ist ein wunderbarer Stoff für die Handlung.
Aber wie weit hergeholt ist das? Könnten Krankheitserreger sein, die einst auf der Erde häufig vorkamen, aber über Jahrtausende in Gletschern, Eiskappen usw. eingefroren waren? Permafrost– aus dem schmelzenden Eis auftauchen und moderne Ökosysteme verwüsten? Das Potenzial ist tatsächlich durchaus real.
Gefahren lauern
In 2003, Bakterien wurden wiederbelebt aus Proben, die vom Boden eines Eiskerns entnommen wurden, der in einen gebohrt wurde Eiskappe auf der Qinghai-tibetisches Plateau. Das Eis in dieser Tiefe war mehr als 750.000 Jahre alt.
Im Jahr 2014 entstand ein riesiger „Zombie“ namens Pithovirus sibericum wiederbelebt von 30.000 Jahre alter sibirischer Permafrost.
Und im Jahr 2016 kam es zu einem Ausbruch von Milzbrand (eine Krankheit, die durch das Bakterium Bacillus anthracis verursacht wird) in Westsibirien wurde der Schnelligkeit zugeschrieben Auftauen von B. anthracis-Sporen im Permafrost. Es tötete Tausende von Rentieren und verletzte Dutzende Menschen.
In jüngerer Zeit fanden Wissenschaftler heraus bemerkenswerte genetische Kompatibilität zwischen Viren, die aus Seesedimenten in der hohen Arktis isoliert wurden, und potenziellen lebenden Wirten.
Das Erdklima erwärmt sich spektakulär und bis zu viermal schneller in kälteren Regionen wie die Arktis. Schätzungen zufolge können wir damit rechnen vier Sextillionen (4.000.000.000.000.000.000.000) Mikroorganismen werden jedes Jahr aus der Eisschmelze freigesetzt. Dies entspricht in etwa der geschätzten Anzahl an Sternen im Universum.
Doch trotz der unvorstellbar großen Zahl an Mikroorganismen, die aus schmelzendem Eis freigesetzt werden (einschließlich Krankheitserregern, die möglicherweise moderne Arten infizieren können), konnte niemand das Risiko abschätzen, das dies für moderne Ökosysteme darstellt.
In eine neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht PLOS Computational BiologyWir haben die ökologischen Risiken berechnet, die durch die Freisetzung unvorhersehbarer alter Viren entstehen.
Unsere Simulationen zeigen, dass 1 % der simulierten Freisetzungen nur eines ruhenden Krankheitserregers zu großen Umweltschäden und dem weit verbreiteten Verlust von Wirtsorganismen auf der ganzen Welt führen könnte.
Digitale Welten
Wir haben eine Software namens verwendet Avida um Experimente durchzuführen, die die Freisetzung einer Art alter Krankheitserreger in moderne biologische Gemeinschaften simulierten.
Anschließend haben wir die Auswirkungen dieses eindringenden Krankheitserregers auf die Vielfalt moderner Wirtsbakterien in Tausenden von Simulationen gemessen und diese mit Simulationen verglichen, bei denen keine Invasion stattfand.
Die eindringenden Krankheitserreger überlebten und entwickelten sich oft in der simulierten modernen Welt. In etwa 3 % der Fälle wurde der Erreger in der neuen Umgebung dominant, wobei es in diesem Fall sehr wahrscheinlich zu Verlusten der modernen Wirtsvielfalt kam.
Im schlimmsten (aber immer noch völlig plausiblen) Szenario reduzierte die Invasion die Größe der Wirtsgemeinschaft um 30 % im Vergleich zu Kontrollen.
Das Risiko, das von diesem kleinen Anteil an Krankheitserregern ausgeht, mag gering erscheinen, aber bedenken Sie, dass es sich hierbei um das Ergebnis der Freisetzung nur eines bestimmten Krankheitserregers in simulierten Umgebungen handelt. Angesichts der schieren Menge an uralten Mikroben, die in der realen Welt freigesetzt werden, stellen solche Ausbrüche eine erhebliche Gefahr dar.
Aussterben und Krankheit
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese unvorhersehbare Bedrohung, die bisher auf Science-Fiction beschränkt war, zu einem starken Treiber für ökologische Veränderungen werden könnte.
Obwohl wir das potenzielle Risiko für den Menschen nicht modelliert haben, ist die Tatsache, dass sich „zeitreisende“ Krankheitserreger etablieren und eine Wirtsgemeinschaft ernsthaft schädigen könnten, bereits besorgniserregend.
Wir heben eine weitere Quelle potenziellen Artensterbens in der Neuzeit hervor – eine, die selbst unsere Worst-Case-Aussterbemodelle nicht berücksichtigen. Als Gesellschaft müssen wir die potenziellen Risiken verstehen, damit wir uns darauf vorbereiten können.
Bemerkenswerte Viren wie SARS-CoV-2, Ebola Und HIV wurden wahrscheinlich durch Kontakt mit anderen tierischen Wirten auf den Menschen übertragen. So ist es plausibel dass ein einst im Eis gebundenes Virus über einen zoonotischen Weg in die menschliche Bevölkerung gelangen könnte.
Auch wenn die Wahrscheinlichkeit, dass ein Krankheitserreger aus schmelzendem Eis entsteht und ein katastrophales Aussterben verursacht, gering ist, zeigen unsere Ergebnisse, dass dies keine Fantasie mehr ist, auf die wir uns nicht vorbereiten sollten.
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