Где могут находиться древние вирусы
Эксперты утверждают, что тысячелетние вирусы находятся в вечной мерзлоте — она занимает не менее 25% площади всей суши.
Материк, где вечная мерзлота отсутствует полностью, — это Австралия, в Африке возможно ее наличие только в высокогорных районах. Значительная часть современной вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90%.
Также многолетнемерзлые грунты наблюдаются и под дном океанов и морей, определение мерзлотно-геологического строения разреза и криогенных процессов которых являются сложной научно-исследовательской задачей.
От 60% до 65% территории России — районы вечной мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.
Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания — 1 370 м — зафиксирована в феврале 1982 года.
Насколько опасны вирусы в вечной мерзлоте
В статье Re-emerging infectious diseases from the past: Hysteria or real risk? («Воскрешение инфекционных заболеваний прошлого: истерия или реальный риск?») ученые напомнили о вспышке сибирской язвы, случившейся в 2016 году на Чукотке после того, как оттаяли скотомогильники столетней давности.
По мнению авторов работы, оживший микроб может быть для нас еще более опасен, поскольку мы с ним никогда не контактировали. Впрочем, подхватить гигантский вирус из мерзлоты людям не грозит, уверяют ученые, поскольку он поражает только амеб.
Какие вирусы уже оттаяли
- Гигантские вирусы
В 2014 году два семейства гигантских вирусов обнаружили в образцах грунта из вечной мерзлоты, добытых на северо-востоке Якутии. Им 30 тыс. лет. Эти существа назвали питовирусами (Pithovirus sibericum) и молливирусами.
Под микроскопом Pithovirus выглядит как овал с толстыми стенками и отверстием на одном конце. Это отверстие имеет «пробку» с сотовой структурой. Вирус размножается путем создания репликационных «фабрик» в цитоплазме своего хозяина, и только одна треть его белков имеет сходство с белками других вирусов.
Ученых удивило и то, что огромная частица практически пустая: по своему строению Pithovirus в 150 раз менее плотный, чем любой бактериофаг.
Содержимое вируса завернуто в своеобразный складчатый конверт толщиной 60 нм, изнутри выложенный липидами. Чтобы проникнуть в амебу, питовирус мимикрирует под бактерию.
Когда он оказывается внутри клетки, в его оболочке открывается отверстие, липидная мембрана разрывается, образуя канал, по которому содержимое вируса выдавливается в цитоплазму жертвы. В результате в амебе возникает что-то вроде фабрики по репликации копий полноценных вирусов.
У обычных вирусов очень маленький, редуцированный до минимума геном, содержащий несколько сотен тысяч пар оснований. Ведь все необходимое для жизнедеятельности и размножения они берут от организма-хозяина.
Геном же гигантского вируса довольно большой. К примеру, у пандоравируса 2 770 пар оснований и 2 556 генов, кодирующих белки. Причем функции 2 155 из них неизвестны. Для сравнения — у обычных вирусов вообще нет белков.
Из-за этого ученые одно время считали гигантов чем-то ближе к клетке. Однако их главное отличие неоспоримо: у них нет рибосом и РНК, они не синтезируют АТФ и не размножаются делением.
- 28 неизвестных вирусов в Тибете
Кроме этого, в пробах льда возрастом 15 тыс. лет обнаружили 28 неизвестных ранее науке вирусов. Ученым пришлось разработать особый метод исследования, чтобы исключить ошибочное заражение проб бактериями.
Пробы одного из самых древних льдов взяли еще в 2015 году ученые из США и Китая. Для этого пришлось просверлить 50 м ледника в Тибете.
Так как поверхность проб была заражена бактериями при сверлении и транспортировке льда, исследователи изучали внутреннюю часть образцов. Для этого они поместили их в холодную комнату с температурой –5 градусов по Цельсию и использовали стерильную ленточную пилу, чтобы отрезать по полсантиметра с внешнего слоя проб.
После этого оставшийся лед промыли этанолом и оплавили его еще по 0,5 см с каждой стороны. Итоговые образцы промыли стерильной водой. Таким образом, ученые убедились, что исследуют слои льда, не зараженные другими бактериями и вирусами.
Как появились тысячелетние вирусы
Богатый геном гигантских вирусов озадачил ученых и вызвал дискуссию об их происхождении. Согласно одной из гипотез, у вирусов не было общего предка, они произошли от неких протоклеточных форм, которые более 3 млрд лет назад конкурировали с последним универсальным общим предком (Last universal common ancestor, или LUCA), от которого произошли все живые существа. Эти протоклетки проиграли LUCA, но не исчезли со сцены, а приспособились паразитировать на его потомках.
Гигантские вирусы сохранились до наших дней. Ученые описывают все больше их современных представителей не только в акантамебах, но и в других протистах.
Вывод
Угроза появления новых вирусов из-за таяния ледников существует, но она не новая: ледники таят не одно столетие, поэтому потенциальная опасность была на протяжении многих лет.
Кроме этого, опасность исходит не только от вирусов в честной мерзлоте: ученые выяснили, что ежегодно существует 2% вероятности, что начнется новая пандемия.
Самая смертоносная пандемия современной истории произошла из-за испанского гриппа: она унесла жизни более 30 млн человек в период с 1918 по 1920 год.
Вероятность повторения такой пандемии колеблется от 0,3 до 1,9% в год за исследуемый период времени. С другой стороны, это значит, что пандемия такого масштаба должна произойти в течение следующих 400 лет.
Читать далее
Ученые три года не могут поймать лиса Рэмбо. Он мешает выпустить в лес редких животных
Самолетам-невидимкам больше не скрыться: Китай создает для их поиска квантовый радар
Ученые рассказали, у кого больше шансов заболеть коронавирусом в следующую волну