قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والاكتشافات العلمية والمزيد.
سي إن إن
–
اقترح العلماء أنه مع ارتفاع درجة حرارة المناخ ، يمكن أن تهدد “مسببات الأمراض التي تسافر عبر الزمن” والتي تنطلق من ذوبان التربة الصقيعية في القطب الشمالي النظم البيئية الحديثة.
دائمة التجمد طبقة صلبة من الأرض المتجمدة تتكون من التربة والرمل والصخور مناطق خطوط العرض العالية أو المرتفعات مثل جرينلاند وألاسكا وسيبيريا وهضبة التبت وشمال كندا. تحبس هذه الصفيحة الجليدية الميكروبات التي تظل كامنة لفترات طويلة من الزمن – ولكن وفقًا لبحث جديد ، يمكن أن يخلق ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض الظروف المناسبة لمسببات الأمراض للعودة من الماضي.
لفهم العواقب البيئية المحتملة بشكل أفضل ، قام فريق دولي من الباحثين بنمذجة رقمية للتفاعلات بين فيروس قديم والبكتيريا الحديثة ، نُشر في 27 يوليو في المجلة. علم الأحياء الحسابي PLOS.
من خلال عشرات الآلاف من التكرارات ، تابع فريق البحث كيف أثر الفيروس على تنوع الأنواع في المجتمع البكتيري. تسبب حوالي 1٪ من الفيروسات القديمة في اضطرابات كبيرة في النظم البيئية الرقمية. زيادة تنوع العوامل الممرضة بنسبة تصل إلى 12٪ أو ، على العكس من ذلك ، خفض تنوع الأنواع بنسبة 32٪. لم ينج الغزاة الفيروسيون فحسب ، بل تطوروا أيضًا بمرور الوقت ، مما أدى إلى اختلال التوازن في النظام.
استخدم الباحثون برنامجًا يسمى Avida لمحاكاة ما إذا كانت مسببات الأمراض ستغزو نظامًا بيئيًا وتنجح فيه. في المرحلة ثنائية الأبعاد ، تتفاعل الكائنات البكتيرية مع بيئتها للتنافس على الطاقة والفضاء. يمكن للمنافسين الذين وجدوا مكانهم المناسب التكاثر والبقاء على قيد الحياة خلال الدورات.
عند القيام بذلك ، كانت هناك أخطاء صغيرة في التربية أدت إلى التباين الجيني ، النتيجة أكثر تعقيدًا النظام البيئي. كما هو الحال مع الطفيليات الأخرى ، عندما دخل الفيروس هذه البيئة ، لم يكن بإمكانه اكتساب الطاقة إلا عن طريق إخراج العوائل البكتيرية المناسبة. لم يتمكن المضيفون من الحصول على الطاقة اللازمة للبقاء على قيد الحياة أو التكاثر وماتوا بعد ذلك.
هل هذا يعني أن ما يقرب من ثلث البشر والأنواع الأخرى سيكونون قريبًا معرضين لخطر الموت من فيروس متجدد؟ لا ، لكن المؤلف الرئيسي جيوفاني سترونا والمؤلف المشارك كوري برادشو قالا إن النتائج تضيف طبقة أخرى من القلق للمخاطر التي يشكلها المناخ المتصاعد باستمرار.
على مدى العقدين الماضيين ، تم تكريس الكثير من الأبحاث لفهم آثارها ذوبان الجليد الدائم في مناطق القطب الشمالي ، أ يناير 2022 دراسة ناسا لقد فحصت آثار إطلاق الكربون أثناء أحداث الذوبان المفاجئ ورؤية جان ميشيل كلافري التي استمرت عقدًا من الزمن لمسببات الأمراض المعدية المحاصرة في التربة الصقيعية.
قام كلافيري ، الأستاذ في قسم الطب وعلم الوراثة في كلية الطب بجامعة إيكس مرسيليا ، بإحياء ما أسماه فيروسات “الزومبي” من التربة الصقيعية في عامي 2014 و 2015 ، وقد أبلغ هو وفريقه عن خمس عائلات جديدة من الفيروسات القديمة القادرة تصيب الأميبات. في دراسة أجريت في فبراير ، ذكرت سابقًا بواسطة CNN. أظهر البحث الذي قاده Clavery أن الميكروبات القديمة يمكن أن تظل معدية على الرغم من كونها نائمة لعشرات الآلاف من السنين.
باستخدام هذا الاستنتاج من عمل كلافيري ، صمم برادشو ، مدير مختبر البيئة العالمية في جامعة فليندرز في أستراليا ، وسترونا ، وهو باحث أول في مركز البحوث التعاونية التابع للمفوضية الأوروبية ، محاكاة لقياس الآثار التي يمكن أن تحدثها هذه العوامل الممرضة.
قال برادشو إنه على الرغم من أن 1٪ من مسببات الأمراض التي تسبب اضطرابًا كبيرًا تبدو أقل من 4 سكستيليون خلية يتم إطلاقها من التربة الصقيعية كل عام. أكثر من ذلك بكثير عدد النجوم في المجرة.
“واحد بالمائة من كل 4 سكستليون هو رقم لا يستطيع معظم الناس تصوره. هناك العديد والعديد من الفرص لحدوث ذلك. وقال لشبكة CNN في مقابلة عبر الهاتف: “احتمال الإصابة بفيروس فردي نادر ، لكن هناك العديد من الفيروسات المحتملة”.
قارن برادشو الفيروسات الموجودة في التربة الصقيعية بتلك الموجودة في أي أنواع غازية أخرى. عكست الدراسة أنه في العالم الحقيقي ، تفشل معظم الغزوات. وقال إن السبب الذي يجعلنا ما زلنا نواجه مشاكل مع الأنواع الغازية هو وجود الكثير من المقدمات في النظام البيئي.
اقرأ أكثر: الأنواع الغازية من جميع أنحاء العالم بالصور
قال سترونا إنه خلال أحداث الغزو الناجحة للدراسة ، فإن الخسارة الناتجة عن تنوع الأنواع بنسبة 32٪ لا تعني أنها قتلت ثلث جميع البكتيريا في النظام البيئي الرقمي. في المقابل ، شهد النظام البيئي ككل خسارة بنسبة 32٪ في التنوع البكتيري.
عندما تصيب الفيروسات البكتيريا وتقتل مضيفيها ، فإن التأثيرات على النظم البيئية تكون مدمرة. قال برادشو إن الموارد التي كانت متوازنة لم تعد متوفرة ، لذلك اضطرت الأنواع المتبقية إلى سباق تسلح من أجل البقاء. الحيوانات المفترسة والفريسة كافح لاستخدام الموارد هذا يترك النظام غير متوازن. إذا كان هناك عدد أقل من الحيوانات المفترسة التي تأكل الفريسة ، فإن الفريسة تزدهر ، مما يؤدي إلى زيادة عدد السكان وبالتالي استخدام المزيد من الموارد. أدى الإنتاج الزائد إلى خفض أعداد الفرائس إلى الانقراض الطبيعي. إذا كان هناك المزيد من الحيوانات المفترسة ، فإنها ستستهلك المزيد من الفرائس من أجل البقاء على قيد الحياة ، مما يؤدي إلى نفس النتيجة.
وجد الباحثون أن دخول الفيروس كان السبب الوحيد لهذا التقلب الكبير في تنوع الأنواع.
تمتلك الأنواع الحديثة ، بما في ذلك البشر ، آليات دفاع طبيعية قليلة ضد مسببات الأمراض القديمة. لكن بالنسبة لفريق البحث ، قال سترونا وبرادشو إن الدراسة هي دعوة للعمل أكثر من كونها تحذيرًا حقيقيًا.
قال الدكتور كيمبرلي مينر ، عالم المناخ في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا: “لسنا بحاجة إلى دق ناقوس الخطر بعد”. ويعتقد أن هناك مخاوف أكثر إلحاحًا في أزمة المناخ التي يمكن السيطرة عليها ، مثل الحد من إطلاق الكربون في الغلاف الجوي.
قال ماينور ، الذي لم يشارك في البحث ، إن الدراسة هي خطوة أولى جيدة في تحديد مخاطر هذه المتغيرات غير المعروفة. لكن احتمال الإصابة بهذه العوامل الممرضة المستجدة ما زال “مستبعداً إلى حد كبير”.
مناطق الأرض ذات التربة الصقيعية قليلة السكان. إذا تمكنت مسببات الأمراض القديمة بطريقة ما من الفرار ، فسيواجهون صعوبة في العثور على الأشخاص للإصابة. كما يذوب الجليد السرمدي تدريجيًا على مدار العام بمعدل حوالي 1.2 بوصة (3 سنتيمترات) في الموسم الواحد ، ويتم إطلاق 4 سكستيليون خلية خلال هذا الذوبان التدريجي ، كما قال مينر.
وأوضح أنه مع الذوبان المفاجئ للتربة الصقيعية في القطب الشمالي ، أحيانًا في أسرع وقت بعد بضعة أيام ، “نحن قلقون جدًا بشأن إطلاق الأنواع التي لا نعرفها”.
مع ارتفاع متوسط درجات الحرارة العالمية ، ستصبح هذه الانهيارات المفاجئة أكثر شيوعًا. التقطت لقطات من طائرات بدون طيار أكبر حفرة في سيبيريا تغرق مع ذوبان الجليد تحت الأرض ، بعد درجات حرارة عالية قياسية في يوليو.
أشار سترونا وبرادشو إلى الحاجة إلى مزيد من البحث لاستقراء الآثار المترتبة على النتائج التي توصلوا إليها على البشر أو الحيوانات. قال الباحثان إن هدفهما كان توفير إطار عمل لتقييم مخاطر الغزاة البيولوجيين من الماضي.
قال مؤلفو الدراسة إن الإجراء الوقائي الوحيد في كل هذه السيناريوهات – سواء كان ارتفاع مستوى سطح البحر أو الحرارة القاتلة أو مسببات الأمراض الناشئة – هو إبطاء أو وقف انبعاثات الكربون التي تؤدي إلى الاحتباس الحراري وحماية النظم البيئية في القطب الشمالي. وقالوا إنه بدون القيام بذلك ، لن تكون التأثيرات البيئية مجرد خيال علمي.
