Глобальне потепління може вивільнити з льодовиків і вічної мерзлоти давні мікроорганізми, які зберігалися там сотні тисяч років. Комп’ютерне моделювання показало, що навіть невелика частина таких патогенів здатна серйозно впливати на сучасні екосистеми та скорочувати чисельність окремих видів.
Про це пише журнал PLOS Computational Biology.
Здатність мікроорганізмів тривалий час зберігатися в замороженому стані вже підтверджували дослідження. У 2003 році науковцям вдалося оживити бактерії з льодовикового керна на Цинхай-Тибетському плато, вік яких оцінювали більш ніж у 750 тисяч років.
У 2014 році з вічної мерзлоти Сибіру дослідники також підняли гігантський вірус Pithovirus sibericum віком близько 30 тисяч років. Тобто тривале перебування в замороженому середовищі не обов’язково означає повне знищення мікроорганізмів.
Наслідки розморожування вже спостерігали й у реальному житті. У 2016 році потепління в Західному Сибіру спричинило спалах сибірки, пов’язаний зі спорами бактерії Bacillus anthracis. Тоді загинули тисячі оленів, а захворювання виявили також у людей.
Нове дослідження зосередилося не на конкретному вірусі, а на тому, що може статися із сучасною екосистемою після появи в ній давнього патогена. Професор Університету Фліндерса Корі Бредшоу та Джованні Строна з Гельсінського університету провели тисячі комп’ютерних симуляцій.
За допомогою спеціального програмного забезпечення AVIDA науковці моделювали проникнення одного типу давнього вірусу в сучасне співтовариство бактерій-господарів. Після цього вони спостерігали, як змінювалася система під впливом нового патогена.
Приблизно у 3% змодельованих випадків давній патоген зміг адаптуватися до нового середовища, еволюціонувати та стати домінантним. В окремих сценаріях це призводило до значного скорочення чисельності сучасних організмів.
У найгірших реалістичних варіантах чисельність популяції господарів падала приблизно на 30% порівняно з контрольними групами. Це означає, що навіть рідкісна здатність давнього патогена пристосуватися до нової екосистеми може мати помітні наслідки.
Окреме занепокоєння науковців пов’язане з масштабом процесу танення льоду. За оцінками дослідників,
щороку з льоду можуть вивільнятися величезні кількості мікроорганізмів.
Тому навіть дуже невелика частка патогенів, здатних вижити після розморожування та пристосуватися до нових умов, потенційно може створювати додаткові екологічні ризики.
Дослідники вважають, що давні патогени можуть стати фактором, який варто враховувати під час оцінювання майбутніх змін екосистем. Традиційні кліматичні моделі не завжди враховують можливі наслідки появи в сучасному середовищі мікроорганізмів, які тривалий час перебували в ізоляції.
Водночас робота не доводить, що давні віруси неодмінно спричинять пандемію серед людей. Дослідження моделювало вплив патогена на сучасні мікробні спільноти, а не безпосередню передачу давніх вірусів людям.
Однак автори нагадують, що відомі небезпечні інфекції можуть долати міжвидовий бар’єр. Саме тому поява раніше ізольованих патогенів у середовищі, яке швидко змінюється через потепління, потребує подальшого вивчення.
