Вирус который нашли в вечной мерзлоте

Обновлено: 27.03.2024


В августе 2016 года на Ямале было неспокойно. В ЯНАО наращивали численность военной группировки, уничтожали останки павшего скота. Все было предельно серьезно: в регионе произошла вспышка сибирской язвы — заболевания, при котором кожа покрывается красными карбункулами, которые потом чернеют, а носитель болезни погибает.

Тогда эпидемию удалось сдержать, умер только один мальчик из семьи оленеводов, а всего заразились 20 человек. Была проведена массовая вакцинация, и при малейшем намеке на недомогание — будь то насморк или легкая сыпь на коже — пациента госпитализировали.

Как говорил заместитель директора по научной работе Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Виктор Малеев, в этой вспышке не было ничего необычного, ведь происходили и существенно более масштабные эпидемии. Основная их причина — скотомогильники, раньше находившиеся под вечной мерзлотой, а теперь оттаявшие. Ведь в спящем состоянии вызывающая заболевание бактерия может сохраняться не одну сотню лет.


Фото: Daniel Maurer / AP

Но в вечной мерзлоте скрывается не только сибирская язва. В 2007 году французские ученые нашли здесь микроорганизмы возрастом до полумиллиона лет во вполне активном состоянии.

А если обратиться к гипотезам, то ученые считают, что возраст некоторых микроорганизмов, найденных внутри соляных кристаллов в американском штате Нью-Мексико, может составлять до 250 миллионов лет. То есть они жили на Земле, когда по ней бродили динозавры. И эти микроскопические создания, помещенные в пробирку с питательными веществами, начинают двигаться и размножаться.

Речь идет не только о бактериях. В 2014 году французские ученые обнаружили в сибирской вечной мерзлоте Pithovirus sibericu, возраст которого составляет более 30 тысяч лет. Он относится к классу гигантских вирусов и является самым крупным из известных — его длина составляет 1,5 микрометра. Вирус занимается тем, что заражает амеб, которые начинают его воспроизводить. Конкретно этот вирус для человека не опасен, хотя расслабляться особенно не стоит, потому что никто не знает, какие еще бактерии и вирусы хранит вечная мерзлота.

Однако микроорганизмы, находящиеся в спящем состоянии в вечной мерзлоте, таят в себе не только угрозу, оценить масштабы которой пока невозможно. Бактерии, выжившие в экстремальных условиях и мутировавшие, чрезвычайно устойчивы к естественным антибиотикам — ведь это свойство позволило им выжить.

Был проведен и эксперимент над мышами, которых заразили бактериями возрастом несколько десятков лет. Это сказалось на продолжительности жизни грызунов — она увеличилась, причем существенно. Помимо этого, мыши стали физически сильнее, а у старых особей проснулся инстинкт размножения.

Древние микроорганизмы из вечной мерзлоты также могут помочь и в борьбе с таким опасным недугом, как туберкулез. Бактерии Colwellia psychrerythraea отлично себя чувствуют при отрицательной температуре, но погибают в тепле. И если встроить фрагмент их ДНК в геном микробактерии туберкулеза, можно заставить палочку погибать сразу же после попадания в организм человека.


Фото: Lisi Niesner / Reuters

При таком варианте пациенту предложат принять внутрь сконструированную микробактерию — она, конечно, тут же умрет, однако вызовет мощный ответ иммунной системы, в результате чего появятся антитела, которые будут активно бороться с заразой. Это позволит отказаться от приема антибиотиков, обладающих большим количеством побочных эффектов.

Арктические бактерии помогают и сельскому хозяйству. Например, на их основе предполагается создавать препараты для растений и животных в зонах рискованного земледелия.

Впрочем, об опасности мерзлоты забывать нельзя. Там есть все условия для сохранения микроорганизмов, которые способны приостанавливать свой метаболизм: отсутствие кислорода, отрицательная температура и нейтральный pH-фактор. Опасаться следует не только сибирской язвы. Помимо скотомогильников, в Сибирь свозили трупы людей, умерших от различных серьезных заболеваний, в том числе от оспы и чумы. Если заглянуть еще дальше в историю и учитывать примеры того, какого возраста бактерии и вирусы удается обнаружить, можно предположить, что в вечной мерзлоте с высокой долей вероятности скрываются и те, которые инфицировали не только древних Homo Sapiens, но и их ближайших родственников — неандертальцев и денисовцев.


В 2014 году в вечной мерзлоте после "сна", который длился 30 тысяч лет, активировался вирус Pithovirus sibericu. Он находился в глубоком слое сибирской мерзлоты, но после того, как был разморожен, снова стал опасен.

Сибирская угроза

Секрет Пандоры

Чума мамонтов

Являются ли вирусы живыми, или же нужно относить их к неживой природе - науке пока не известно. Каждое новое открытие в вирусологии только добавляет неразрешимых вопросов. В Британии в 1992 году при изучении источников вспышки гриппа в амебе был обнаружен неизвестный объект. По диаметру (800 нанометров) он был больше известных вирусов, но бактерией не являлся. Биологи причислили его к вирусам и окрестили Mimi — из-за мимикрии под бактерию. Изучение этого вируса и даже расшифровка его генома не привели ни к каким убедительным результатам. 50 генов Mimi отвечают за такие вещи, которые ранее в вирусах никогда не были замечены. В частности, Mimi способен на самостоятельный синтез 150 видов белков и даже на ремонт собственной повреждённой ДНК, что для вирусов является вообще нонсенсом. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению, чем же является однозначно древний Mimi-вирус. Существуют даже предположения, что это одно из звеньев эволюции.

Гепаднавирус

Вирус оспы

Вирусы - невероятно живучие "существа". Вирус оспы был известен ещё в глубокой древности и "косил" целые народы. В Индии даже существовала богиня оспы в виде молодой женщины в красной одежде — Мариатале. На относящейся к 1160 году до н. э. мумии фараона Рамзеса V обнаружены следы оспы, от которой, по-видимому, он и умер. Это указывает на то, что болезнь была известна в Египте более 3000 лет назад. Эта болезнь казалась роком, недаром в Германии бытовала поговорка “Любовь и оспа минуют лишь немногих”. Бороться с оспой научились только сорок лет назад, но утверждать, что оспа навсегда побеждена пока рано. По мнению профессора Клавери, существует риск того, что оспа на самом деле исчезла только с поверхности земли, но до сих пор осталась в ледниках. А это значит, что эта болезнь может вновь стать угрозой для человечества в XXI веке.

Феникс

В 2006 году группа французских исследователей из Института Густава Росси под руководством Тьери Хейдмана реанимировали древний вирус, возраст которого составлял несколько сотен тысяч лет, и поместили его в клетку человеческих тканей. Ученые смогли собственными глазами наблюдать, как ретровирус проникает в клетку не только физически, но и встраивая себя в ДНК. Ученые также провели опыты на органических клетках хомяков и кошек. Во всех случаях вирус быстро адаптировался и заражал объект исследования. Оказалось, что предковый вирус способен воспроизводить свой генный аппарат и в клетках человека, продуцируя новые вирионы, а восстановленные вирионы могут инфицировать свежие клетки, внедряя в них свои паразитические гены. Такой процесс может приобрести циклический характер: ретровирусы воспроизводят новые частицы которые выходят из инфицированных клеток и вновь и вновь заражают здоровые. Потому палеовирус и получил название "Феникс".

Исследователь спящих микроорганизмов вечной мерзлоты объяснила, почему при работе с образцами носят маски и перчатки и где подхватить неизвестную болезнь гораздо легче, чем в лаборатории криологии почв.

Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock, © Getty Images</p>

Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock, © Getty Images

Фото © Alessandro Dahan / Getty Images

Представьте, что вы там. Если бы не было сейсмических зондов, вы бы даже не подозревали о том, что прямо сейчас у вас под ногами на глубине четырёх километров находится нечто. Конечно, вы сгораете от любопытства. И вскоре исследовательские приборы показывают вам: там внизу — вода.

Схема бурения скважины озера Восток в Антарктиде. Фото © Wikipedia

Схема бурения скважины озера Восток в Антарктиде. Фото © Wikipedia

Когда-нибудь такую станцию построят на Европе и Энцеладе. И в новостях будут точно так же сообщать: "На спутнике Юпитера пробурили уже 3623 метра льда. До поверхности воды осталось 146 метров". А что же там? А вдруг там кто-нибудь живёт?

Осьминоги на спутнике Юпитера? Что известно о внеземной жизни в Солнечной системе

Об антарктическом подлёдном озере человечество узнало более полувека назад — после исследований под руководством Андрея Капицы. А в 1970-е годы над ним уже бурили скважины и доставали из ледяных недр образцы, которым 400 тысяч лет. Их исследовал в том числе советский учёный Сабит Абызов. В 1978 году он отправился в Австрию на ХХI Международный симпозиум Комитета по космическим исследованиям COSPAR и потряс собравшихся в Инсбруке сенсационным заявлением: в древних льдах сохранились жизнеспособные микроорганизмы. Это были бактерии и грибы. Их извлекли в состоянии анабиоза. Однако, попав в более благоприятную среду, многие из них проснулись, начали питаться и размножаться.

С тех пор где только не встречали таких оживших призраков. Вот, к примеру, самая свежая новость: живее всех живых оказались микробы из отложений под дном Тихого океана, а им, на минуточку, 100 миллионов лет. Эту зону вообще до сих пор считали совершенно безнадёжной: питательных веществ катастрофически мало, к тому же в последнее время там кружится гигантский мусороворот. Стоило удобрить почву углеродом и азотом и подержать в ней мирно спящих микроскопических "мастодонтов" — и уже через пару месяцев они не просто "пришли в сознание", но и увеличили свою популяцию — внимание — в десять тысяч раз. За 68 дней.

Это напоминает о гигантских вирусах из Якутии — Mollivirus Sibericum и Pithovirus Sibericum. Им, по мнению учёных, примерно 30 тысяч лет. На этом фото в руке у старшего научного сотрудника лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН Любови Шмаковой образец почвы (керн), где сохранились эти паразиты.

Фото © ИФХиБПП

Как рассказала заведующая этой лабораторией Елизавета Ривкина, эти вирусы на самом деле нашли очень давно, но много лет даже не подозревали, что это вирусы.

Я знаю, что сначала их обнаружил английский микробиолог и долго думал, что это бактерии, и 16 лет не мог выделить их ДНК, а потом с кем-то посоветовался, и ему сказали: так это же не бактерия, поэтому у тебя ничего и не получается

Заведующая лабораторией криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Я знаю, что сначала их обнаружил английский микробиолог и долго думал, что это бактерии, и 16 лет не мог выделить их ДНК, а потом с кем-то посоветовался, и ему сказали: так это же не бактерия, поэтому у тебя ничего и не получается</p>

Я знаю, что сначала их обнаружил английский микробиолог и долго думал, что это бактерии, и 16 лет не мог выделить их ДНК, а потом с кем-то посоветовался, и ему сказали: так это же не бактерия, поэтому у тебя ничего и не получается</p>

Всё дело в совершенно неприличных размерах: полтора микрометра в длину. Это раз в 150 больше, чем положено подобным вирусам. Их можно рассмотреть в обычный оптический телескоп. Хорошо, что это оказались вирусы амёб. Бактериофаги. Они покрыты сахарной оболочкой и притворяются "сладкими" микробами.

Амёбы питаются бактериями. И глупая амёба думает, что это бактерия, соблазнённая, так сказать, сладкой поверхностью. И она заглатывает этот вирус, а ему только этого и надо

Заведующая лабораторией криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Амёбы питаются бактериями. И глупая амёба думает, что это бактерия, соблазнённая, так сказать, сладкой поверхностью. И она заглатывает этот вирус, а ему только этого и надо</p>

Амёбы питаются бактериями. И глупая амёба думает, что это бактерия, соблазнённая, так сказать, сладкой поверхностью. И она заглатывает этот вирус, а ему только этого и надо</p>

Российские учёные передали маленьких гигантов французским микробиологам, а те успешно их реанимировали и "натравили" на амёб. Полюбуйтесь: хоррор под микроскопом.

На самом деле это лишь эпизод целого сериала.

К примеру, во льдах Тибетского нагорья нашли целых 28 ранее неизвестных вирусов возрастом примерно 15 тысяч лет.

В американском Нью-Мексико при строительстве хранилища для радиоактивных отходов нашли микробы возрастом, как предполагается, около 250 миллионов лет. То есть они жили в самом начале Юрского периода. Их поместили в пробирку с питательными веществами, и они благополучно ожили.

А вот посмотрите, это Пещера кристаллов в Мексике, её нашли в 2000 году шахтёры, когда прокладывали тоннель на 300-метровой глубине под городом Найка на севере страны.

Пещера кристаллов в Мексике. Фото © Wikipedia

Пещера кристаллов в Мексике. Фото © Wikipedia

Удивительные колонны состоят из селенита — разновидности гипса. Они нарастали миллионы лет. В них есть углубления, заполненные застывшими в доисторические времена жидкими испарениями. В 2008 году в пещеру спустилась глава Института астробиологии NASA Пенелопа Бостон. Она извлекла образцы из этих углублений и позже выяснила, что внутри есть микробы и археи возрастом от 10 до 50 тысяч лет. Более того, как нетрудно догадаться, их опять же удалось разбудить в лаборатории. Астробиологи недаром этим интересуются. А особенно их волнует воскрешение живых существ, тысячелетиями скованных вечной мерзлотой.

Известно, что планеты Солнечной системы, за исключением Меркурия и Венеры, являются планетами криогенного типа, то есть на них находится вода в замёрзшем состоянии. К ним относится и Земля, а также Марс, Сатурн, Юпитер и так далее. Поэтому, изучая вечную мерзлоту, мы можем её рассматривать как модель для поисков жизни на других планетах

Заведующая лабораторией криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Известно, что планеты Солнечной системы, за исключением Меркурия и Венеры, являются планетами криогенного типа, то есть на них находится вода в замёрзшем состоянии. К ним относится и Земля, а также Марс, Сатурн, Юпитер и так далее. Поэтому, изучая вечную мерзлоту, мы можем её рассматривать как модель для поисков жизни на других планетах</p>

Известно, что планеты Солнечной системы, за исключением Меркурия и Венеры, являются планетами криогенного типа, то есть на них находится вода в замёрзшем состоянии. К ним относится и Земля, а также Марс, Сатурн, Юпитер и так далее. Поэтому, изучая вечную мерзлоту, мы можем её рассматривать как модель для поисков жизни на других планетах</p>

МИД России планирует передать странам входящим в Арктический совет информацию о "возможных причинах вспышки сибирской язвы" на Ямале. Как ранее сообщал Лайф, предполагается, что данные будут переданы через посольства, а также озвучены на заседании рабочей группы Арктического совета в октябре.

Российские учёные, которые анализировали причины вспышки, в основном склонялись к одной версии: всё дело в потеплении климата. Лайф разбирался, какие ещё бактерии, замурованные на тысячи лет в вечной мерзлоте, могут оттаять.

Чума и холера


— Я согласна с тем, что потепление было причиной вспышки, — рассказала Лайфу ведущий научный сотрудник Института географии РАН, гляциолог (от лат. "гляцио" — ледник) Мария Ананичева. — Самые заметные изменения климата происходят в арктической зоне. Постоянно вытаивают какие-то опасности. Это будет продолжаться и дальше. Мои коллеги были на Таймыре. Они сплавлялись по реке и увидели, как вытаял целый мамонт. Там такое кругом и рядом. Людей и животных закапывали неглубоко. Мерзлота, сами понимаете. Там могут скрываться различные вирусы.

К примеру, по словам Марии Ананичевой, могут "оттаять" чума и холера, к ак и любые старые вирусы, "которые вроде бы там, где нет мерзлоты, мы победили".

— Вирусы в вечной мерзлоте живут столетиями. Если человек был захоронен с этой болезнью — будет вспышка, — добавляет она .

Болезни мамонтов

— Вполне возможно, что вылезут древние и неизученные болезни, которыми болели, например, мамонты, — продолжает Мария Ананичева. — Мы не знаем, от чего они умерли.

Ранее заместитель директора по научной работе Института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН Борис Кершенгольц отмечал, что учёные недавно нашли живые бактерии на останках мамонтов, которые пролежали в вечной мерзлоте около 20 тысяч лет. По его словам, за это время окружающая среда очень изменилась и, как поведут себя эти клетки в современных условиях, не знает никто.


Бактерии молодости

При этом учёные предполагают, что бактерии, которые живут на останках мамонтов, могут обладать поистине потрясающими возможностями.

Так, в 2013 году были найдены останки самки мамонта на острове Малый Ляховский Новосибирского архипелага в море Лаптевых. Животное погибло примерно 43 тысячи лет назад. При этом оно выглядело так, как будто ещё недавно паслось на лугу. Сохранились шерсть, в срезах тканей были видны сосуды, жировая ткань и мышцы. Сохранилась даже кровь с эритроцитами, лейкоцитами и гемоглобином. Одна из версий: законсервировать тушу мамонта помогли карнобактерии, которые живут в вечной мерзлоте.

Учёные надеются найти в мерзлоте микроорганизмы, которые помогут и людям долго оставаться в хорошей физической форме и замедлят старение.

Один из претендентов на звание "эликсира долголетия" — штамм Bacillus sp, который был найдён учёными в мерзлых отложениях на Мамонтовой горе в Якутии. Этот штамм учёные ввели лабораторным мышам. Как говорится в исследовании, которое было опубликовано в научном журнале "Успехи геронтологии", у мышей, которым ввели бактерию, минимальный срок жизни был 897 дней, а у мышей из контрольной группы, которым бактерию не вводили, — 836 дней.

"Масса тела животных опытной группы была выше, чем у животных контрольной группы, через два месяца после введения культуры, — сказано в исследовании. — Мышечная сила у опытных животных увеличилась (около 60%) относительно сверстников из контрольной группы".

Кроме того, мыши, которым ввели бактерию, лучше ориентировались в пространстве и больше двигались. Об этом "свидетельствовало более частое посещение ими внутренних секторов открытого поля, увеличение числа вертикальных стоек и посещения норок".

Учёные предполагают, что люди, живущие за полярным кругом, могут постоянно употреблять эту бактерию вместе с водой и пищей. Возможно, поэтому среди местных жителей много стариков, которым более 90 лет.


Неизвестные науке гости из прошлого

В вечной мерзлоте много бактерий, которые ещё не изучены. Учёные регулярно собирают их и привозят в лаборатории. Например, недавно группа специалистов из МГУ и тюменских вузов собрала "монолиты мёрзлых пород из Якутии".

"Наиболее крупные микроорганизмы представлены клетками округлой и яйцевидной формы размером от 5 до 10 мкм, — сказано в исследовании, опубликованном в научном журнале "Криосфера Земли". — Во льду прослоек также найдены микроорганизмы в форме палочек с закруглёнными концами. "

Территория вечной мерзлоты велика — только в Российской Федерации она занимает около 65% площади.

По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, сейчас среднегодовая температура на Земле в среднем повышается на 0,2ºС за десятилетие. К концу 21 века температура Земли может повыситься на 1,8—4,6ºС. К 2050 году таяние вечной мерзлоты затронет весь российский север.

Вероятно, что при оттаивании мерзлоты многие населённые пункты и предприятия придётся отстраивать заново, нужно будет заново прокладывать нефтегазопроводы. И не исключено, что человеку придётся также перестраивать и свою иммунную систему.

Читайте также: