Globalne ocieplenie powoduje stopniowe topnienie zmarzliny, co może doprowadzić od uwolnienia uśpionych od tysięcy lat mikroorganizmów. Symulacje komputerowe wykazały, że starożytne patogeny mogą przetrwać i dobrze rozwijać się we współczesnych społecznościach drobnoustrojów, niszcząc różnorodność i stając się dominującym gatunkiem. Naukowcy podkreślają, że skutki tego są nieprzewidywalne a wybudzenie patogenów może zagrażać ekosystemom i samemu człowiekowi.
Czy niegdyś powszechne na Ziemi patogeny, uśpione przez tysiąclecia w lodowcach, polarnych czapach lodowych i wieloletniej zmarzlinie, mogą wyłonić się z topniejącego lodu i zniszczyć współczesne ekosystemy? Według międzynarodowego zespołu naukowców, kierowanego przez Giovanniego Stronę z Uniwersytetu w Helsinkach i Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej, ryzyko jest realne.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „PLOS Computational Biology” (DOI: 10.1371/journal.pcbi.1011268).
Jeżeli zmarzlina roztopiłaby się na tyle, aby uwolniły się z niej pradawne patogeny, te odbyłyby dość niezwykłą podróż w czasie i znalazłyby się w zupełnie nowym, nieznanym dla siebie środowisku. Przeprowadzone analizy wykazały jednak, że poradziłyby sobie w nim całkiem nieźle. Przekonali się o tym naukowcy, którzy stworzyli symulacje komputerowe mające pokazać, jak zachowywałyby się te uwolnione mikroorganizmy, gdyby znalazły się we współczesnym środowisku mikrobiologicznym.
Na potrzeby tych symulacji stworzona została swoista cyfrowa wersja szalki Petriego, na której umieszczono szereg różnych wirtualnych bakterii oraz pochodzący z wieloletniej zmarzliny pradawny patogen. Jak wyjaśnił to Strona, te cyfrowe wersje w istocie zachowują się tak jak prawdziwe bakterie, które rywalizują o zasoby, mnożą się i wchodzą w interakcje z otoczeniem. Zastosowanie wersji cyfrowej daje naukowcom łatwą możliwość szybkiego powtórzenia całego eksperymentu w celu wychwycenia wszelkich możliwych wariantów jego przebiegu.
Rezultaty przeprowadzonych symulacji już na wstępie zaskoczyły badaczy, ponieważ starożytne patogeny bez problemu odnalazły się w nowym otoczeniu, a nawet mogłyby w nim ewoluować. Najbardziej zaskakujący jest fakt, że w 3 proc. przypadków były one w stanie poradzić sobie z konkurencją w postaci współczesnych bakterii i stać się dominującym mikroorganizmem. Natomiast w innych przypadkach przyczyniały się do zwiększenia różnorodności mikrobiologicznej.
Zaobserwowano jednak również sytuacje, które wydają się szczególnie martwić naukowców. Chodzi tutaj o przypadki, w których analizowane patogeny zachowywały się w sposób nieprzewidywalny, tj. oczekiwano, że akurat te ich wersje nie poradzą sobie w danym otoczeniu, tymczasem okazywały się wyjątkowo skuteczne w swoich działaniach, a nawet dość agresywne wobec innych mikroorganizmów. Stanowić to może potencjalne wyzwanie dla nauki, w tym przede wszystkim medycyny, ponieważ przygotowanie się na taki wariant jest znacząco utrudnione.
Musimy również mieć na względzie, myśląc o potencjalnym wpływie zamarzniętych obecnie mikroorganizmów na ludzi, że funkcjonujemy w środowisku, które pod tym względem jest stabilne, a stabilność ta kształtowała się przez tysiące lat. Umieszczenie w nim dodatkowego czynnika mogłoby poprzez zaburzenie istniejącego balansu wywołać w nim coś w rodzaju efektu motyla. Innymi słowy patogeny te mogłyby wywołać efekt kaskadowy, wywierając tym samym wpływ nawet na o wiele większe ekosystemy, które mogłyby ulec załamaniu, a nawet zagroziłoby to istnieniu niektórych innych gatunków. I z pewnością nie pozostałoby to bez wpływu również na ludzi.
Źródło: Flinders University, IFLScience, fot. Giovanni Strona i Oksana Dobrovolska 2023/ CC-BY-SA
