Kell-e tartanunk a permafrosztból kiolvadó ősi mikrobáktól?

 

Egy volt orosz meteorológiai állomás a Kara-tenger partján, amely alól eltűnt a talaj, a tenger folyamatos olvasztó-erodáló munkájának köszönhetően közel 200 métert hátrált a partszakasz.

A permafroszt olvadásával kapcsolatban az egyik dolog, amitől félni illik, az az, hogy a jeges talajból olyan mikrobák olvadhatnak ki, amelyekkel sok tízezer-százezer vagy még több éve nem találkozott az élővilág – így mi sem. A sci-fibe illő eseményeket könnyű elképzelni, főleg most, egy világjárvány második évében.

Vajon mire képesek ezek az ősi szervezetek? Vagy a még ősibbek?
2020 nyarán látott napvilágot egy amerikai–japán tanulmány, amely szerint 101,5 millió éves óceáni üledékből tenyésztettek ki élő, növekedni és osztódni képes baktériumokat. Egy 10 évvel korábban, a Csendes-óceán déli részén kiemelt üledékfuratot elemeztek ekkor a kutatók, olyan helyről, ahol rendkívül kevés a tápanyag és igen lassan halmozódik csak az üledék. A krétából fennmaradt baktériumok a tengerfenék alatt 75 m mélységből, a vízfelszíntől kb. 6000 méterre várták a kutatókat, hosszúra nyúlt Csipkerózsika álmukban. Ráadásul aerob, vagyis oxigént lélegző baktériumok voltak, s mellettük az üledékben egy kevéske oxigént is találtak a kutatók. Vajon ezek a baktériumok mennyire veszélyesek ránk? Először is tengeri üledékben élő baktériumokról van szó, amelyek nemhogy nem az emberre vagy a főemlősökre specializálódtak, hanem még azt se nagyon tudták, mi az az emlős… A tápanyagszegény környezetben fejlődött baktériumok a rendkívüli túlélési képességüket pont ennek a környezetnek köszönhették.

Élnek baktériumok a Mariana-árok mélyén, és még a sztratoszféra 40 kilométeres magasságában is, bányákból felszínre hozott sziklák belsejében, radioaktív hulladékban, vagy az Atacama-sivatag legszárazabb területein. Mondhatjuk, hogy gyakorlatilag mindenütt képesek megélni, kivételt talán egy aktív vulkán épp lávát okádó krátere jelenthet. Miért pont azok akarnának ránk törni, amelyek a tenger mélyén felhalmozott, szerves anyagot szinte nem is tartalmazó üledékben laknak és soha nem adaptálódtak emlősök megbetegítésére?

Picit más a helyzet az örök faggyal. Ez időben jóval közelebb van hozzánk, így, a korábbi elveken továbblépve elgondolkodhatunk azon, van-e olyan, számunkra kórokozónak minősíthető mikroba, amely valamely emberelőddel már találkozott. Az ember csupán az elmúlt évezredekben jutott el a sarkvidékekre, legkorábban is csak kb. 20 ezer éve jelent meg e tájakon Szibériában, majd kicsit később Alaszkában, vagyis nagyjából ez az az időhatár, amíg érdemes attól tartani, hogy emberre veszélyes kórokozó bukkanhat elő, amit elődeink magukkal vihettek.

A permafrosztról általában Szibéria jut eszünkbe – nem is olyan véletlen ez, hisz a hírekben legtöbbször itteni felfedezésekkel, többnyire jégkori állatok fagyott tetemeivel találkozunk. Ugyaninnen jöttek azok a több mint 40 ezer éves fonálférgek is, amelyeket orosz kutatóknak sikerült feléleszteniük, egy 2018-as tanulmány szerint. Erre már a nagy számok törvénye alapján is volna esély, hisz a nematodák a legnagyobb népességű állatok a bolygónkon. Szintén orosz kutatók egy 30-32 ezer éves habszegfű-féle (Silene stenophylla) mamutmaradványokat is tartalmazó permafroszt-rétegből kiemelt magvaiból neveltek ki egy virágot sikeresen. 2013-ban francia kutatók egy amőbákat megtámadó óriásvírust (Pithovirus sibericum) élesztettek fel szibériai permafrosztból. Ez utóbbi kutatásban is szóba került a veszély: kiszabadíthatunk a permafrosztból olyan kórokozókat, amelyek valamiféle élőlényre károsak. Ez esetben ugyan csupán amőbákat megbetegítő vírust találtak, de kihangsúlyozták, igencsak a genomja szerkezetében s a sokszorozódásában is hasonlít olyan emberi vagy állati patogénekhez. Úgy vélték a kutatók, hogy a hasonló, amőbákra veszélyes vírusok újraélesztése kiváló lehetőség arra, hogy bebizonyítsák, mennyi veszély rejlik abban, ha a permafroszt akár a klímaváltozás miatt kiolvad, akár a bányászat vagy más, talajt bolygató emberi tevékenység révén kiszabadul.

A Carnobacterium pleistocenum elektronmikroszkópos felvétele

Az Alaszkában, a permafrosztba vájt Fox-alagútból kiemelt 32 ezer éves mintából már 2005-ben kimutatták egy addig ismeretlen fajba, de ismert nembe tartozó baktérium (Carnobacterium pleistocenium) életképességét. E nem baktériumai kimondottan jól érzik magukat a nagy hidegben, de van olyan fajuk is, amely a tengerek 2500 méteres mélységében él.

Vannak kivételek is – ma is élő kórokozókkal. Ilyen pl. a lépfenét okozó baktérium. Szibériából kb. 5 évtizede sikerült eltüntetni a lépfenét, azonban 2016-ban egy hőhullám során (5-9 fokkal volt melegebb az átlagnál) újra felütötte a fejét a fertőzés, sok ezer rénszarvas pusztult el, kb. 100 ember is kórházba került, s egy kisgyerek sajnos meg is halt miatta. A vizsgálatok eredménye alapján a hőhullámmal egy, a járvány gócpontja közeli folyóparton földcsuszamlás is kialakult, és feltehetően ennek köszönhetően szabadult ki a korábban fagyott talajból a baktérium egy olyan régióban, ahol 75 éve nem fordult elő lépfene. Mivel a rénszarvasok vakcinálását évtizedekkel ezelőtt abbahagyták (nem volt indokolt a betegség szibériai megszüntetését követően), így védtelen populációval találkozhatott a kórokozó.

A lépfenéről köztudott, hogy inaktív formában elképesztő hosszú időn át életképes maradhat. 2015-ben, ugyancsak a szibériai permafrosztból előkerült két 12 ezer éve elpusztult barlangi oroszlán kölyök fagyott maradványa. A velük együtt kiemelt talajból későbbi elemzések idején különítették el a lépfene baktériumát.
A két esetben a kutatók közös pontokat – és kérdőjeleket – is találtak: a lépfene baktériuma nem biztos, hogy olyan elképesztően régi, mint pl. a két barlangi oroszlán! A két lelőhely 2000 km távolságban van egymástól, de az azonosított baktériumok genetikailag rendkívül közeliek egymáshoz. Feltehetően egy olyan tundrai változathoz tartoznak, amelyet a rénszarvasok vándorlása tud nagy távolságokon is terjeszteni. Azonban a lépfene a régióban nem volt még jelen ezer éve sem! Az első eset, amikor bejuthatott a területre, az a 13. századi mongol inváziók időszaka, majd a második a 14-15. században a Bajkál környékéről idetelepült pásztornépek beáramlása volt, a harmadik pedig az oroszok megjelenése a 17-18. században. Vagyis a 12 ezer éves oroszlán melletti modern genetikájú baktérium nem 12 ezer, hanem csupán néhány száz éves. A kutatók szerint az elmúlt évtizedek olvadásai során apránként egyre lejjebb tudott szivárogni a talajba olyan víz, amely tartalmazta a modern kori baktérium spóráit, majd később ez került elő a fagyott rétegek olvadása/ feltárása során. Az esetek arra figyelmeztetnek, hogy a nem túl régi lépfenejárványok ismétlődhetnek, így érdemes lenne újra immunizálni a rénszarvasokat, s felkészíteni a régió orvosait, állatorvosait a lehetőségre. Magyarul, a genetikai adatok alapján úgy tűnik, ezek a baktériumok, amelyek valós veszélyt jelentettek, egyáltalán nem ősiek voltak.

A különböző mintákból életre keltett ősi mikrobákat laborkörülmények közt, kimondottan a felélesztésükre tett kísérletekkel sikerült csak újraéleszteni, megfelelő tápközegek és a számukra ideális körülmények biztosításával. Nem tudhatjuk előre, persze, hogy ez minden esetben csak így történhet meg, ám, ha meg se próbáljuk „feléleszteni” ezeket az élőlényeket, akkor sose jövünk rá, hogy mitől kell valójában tartanunk jobban: egy esetlegesen felbukkanó ismeretlen kórokozótól, vagy a permafroszt kiolvadásának egyéb környezeti hatásaitól? Egyelőre úgy fest, az utóbbi a reális veszély. Ahogy arra is bizton számíthatunk, hogy a már jól ismert fertőző ágensek jutnak el egyre északabbi vidékekre a terjesztésükért felelős vektorok, szúnyog vagy kullancsfajok térhódításával.