خطر آزاد شدن میکروب‌های محبوس در یخچال‌های طبیعی

مطالعه جدیدی صدها میکروب جدید را در یخچال‌های طبیعی درحال ذوب شدن فلات تبت پیدا کرده که برخی از آن‌ها ممکن است بیماری‌زا باشند و موجب دنیاگیری‌های جدید شوند.

دانشمندان بیش از ۹۰۰ گونه جدید از میکروب‌ها را درون یخچال‌های فلات تبت پیدا کرده‌اند. تجزیه‌و‌تحلیل ژنوم میکروب‌های مذکور نشان می‌دهد برخی از آن‌ها درصورتی که ذوب‌شدن سریع ناشی از تغییرات اقلیمی موجب شود از زندان‌های یخی خود رها شوند، پتانسیل ایجاد دنیاگیری‌های جدیدی را دارند.

در مطالعه جدید، پژوهشگران آکادمی علوم چین از ۲۱ یخچال طبیعی در فلات تبت (منطقه‌ای مرتفع در آسیا که بین رشته‌کوه هیمالیا در جنوب و بیابان تکله‌مکان در شمال قرار دارد) نمونه‌برداری کردند. آن‌ها DAN موجودات میکروسکوپی محبوس درون یخ را توالی‌یابی کردند و پایگاه داده عظیمی از ژنوم میکروب‌ها ایجاد کردند که آن را کاتالوگ ژن و ژنوم یخچالی تبت (TG2G) نامیدند. اولین بار است که جامعه میکروبی پنهان درون یخچال‌های طبیعی توالی‌یابی ژنتیکی می‌شود.

پژوهشگران ۲۷ ژوئن در مجله‌ی Nature Biotechnology گزارش کردند ۹۶۸ گونه میکروبی را درون یخ پیدا کرده‌اند که بیشتر آن‌ها را باکتری‌ها تشکیل می‌دادند اما جلبک‌ها، آرکئاها و قارچ‌ها نیز در میان آن‌ها حضور داشتند.

اما شاید موضوع تعجب‌آورتر این باشد که حدود ۹۸ درصد از آن‌گونه‌ها برای علم کاملاً جدید بودند. به‌گفته‌ی پژوهشگران، سطح تنوع میکروبی با توجه به چالش‌های مرتبط با زندگی درون یخچال‌های طبیعی، غیرمنتظره بود. نویسندگان مطالعه می‌نویسند: «با وجود شرایط محیطی نامساعدی مانند سرما، سطوح بالای تابش‌های خورشیدی، چرخه‌های دوره‌ای انجماد و ذوب و محدودیت مواد مغذی، سطوح یخچال‌های طبیعی از مجموعه متنوعی از حیات حمایت می‌کنند.»

پژوهشگران درمورد قدمت این میکروب‌ها مطمئن نیستند. مطالعات گذشته نشان داده‌اند امکان احیای میکروب‌هایی که ۱۰ هزار سال پیش در یخ به دام افتاده‌اند، وجود دارد.

اولین‌ بار نیست که دانشمندان کشف می‌کنند تعداد زیادی میکروب در یخچال‌های تبت زندگی می‌کنند. در ژانویه ۲۰۲۰، گروهی از پژوهشگران که هسته‌های یخی یک یخچال طبیعی را تجزیه‌و‌تحلیل کردند، ۳۳ گروه مختلف از ویروس‌ها را پیدا کردند که درون یخ زندگی می‌کردند و ۲۸ مورد از آن‌ها قبلاً هرگز دیده نشده بودند.

به‌گفته‌ی پژوهشگران، تنوع میکروبی بالا درون یخچال‌ها به همراه افزایش ذوب یخ یخچال‌ها به دلیل تغییرات اقلیمی، احتمال فرار میکروب‌های به‌طور بالقوه خطرناک (به احتمال زیاد باکتری‌ها) را افزایش می‌دهد. نویسندگان می‌نویسند: «میکروب‌های بیماری‌زای به‌دام‌افتاده در یخ، درصورتی‌که در محیط منتشر شوند، می‌توانند موجب همه‌گیری‌های محلی و حتی دنیاگیری شوند.»

شواهد نشان می‌دهد برخی از باکتری‌هایی که به‌تازگی کشف شده‌اند، می‌توانند برای انسان و موجودات دیگر بسیار خطرناک باشند. پژوهشگران درون کاتالوگ خود، ۲۷۰۰۰ عامل مرتبط با بیماری‌زایی (مولکول‌هایی که به باکتری‌ها کمک می‌کنند تا به میزبان‌های بالقوه حمله و آن‌ها را آلوده کنند) را پیدا کردند. پژوهشگران هشدار دادند که حدود ۴۷ درصد از این عوامل مرتبط با بیماری‌زایی قبلاً مشاهده نشده‌اند و بنابراین نمی‌توان مشخص کرد باکتری‌های مذکور چقدر می‌توانند خطرناک باشند.

یخچال طبیعی رونگبوک شرقی در فلات تبت.

به‌گفته‌ی پژوهشگران، حتی اگر این باکتری‌های به‌طور بالقوه بیماری‌زا برای مدت طولانی پس از فرار از یخچال‌های طبیعی زنده نمانند، بازهم می‌توانند مشکلاتی ایجاد کنند.

باکتری‌ها توانایی منحصربه‌فردی در تبادل قطعات بزرگی از DNA خود با باکتری‌های دیگر دارند. بنابراین، حتی اگر باکتری‌های آزادشده از یخچال‌ها مدت کوتاهی پس از ذوب‌شدن یخ بمیرند، بازهم می‌توانند بخشی از بیماری‌زایی خود را به باکتری‌های دیگری که با آن‌ها مواجه می‌شوند، منتقل کنند. تعامل ژنتیکی بین میکروب‌های یخچالی و میکروارگانیسم‌های مدرن می‌تواند خطرناک باشد.

یخچال‌های طبیعی فلات تبت می‌توانند کانونی برای آغاز دنیاگیری‌های آینده باشند، زیرا آب شیرین را به آبراهه‌های متعددی ازجمله رود یانگ‌تسه، رود زرد و رود گنگ که آب دو کشور پرجمعیت جهان یعنی هند و چین را تأمین می‌کنند، وارد می‌کنند. همان‌طور که جهان طی دنیاگیری کووید ۱۹ شاهد آن بود، دنیاگیری‌ها به سرعت در نواحی پرجمعیت جهان گسترش پیدا می‌کنند.

اما این مشکل بالقوه فقط آسیا را تحت‌تأثیر قرار نخواهد داد. بیش از ۲۰ هزار یخچال طبیعی روی زمین وجود دارد که حدود ۱۰ درصد از توده خشکی را تشکیل می‌دهند و هر یخچال احتمالاً جوامع میکروبی منحصر‌به‌فرد خود را دارد.

در آوریل ۲۰۲۱، مطالعه‌ای با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای یخچال‌های طبیعی نشان داد که بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹، نرخ ذوب شدن یخ همه یخچال‌های روی زمین افزایش پیدا کرده است. این امر خطر فرار میکروب‌های آغازگر دنیاگیری‌ها را در هر نقطه از زمین افزایش می‌دهد. پژوهشگران هشدار می‌دهند خطراتی که این میکروب‌ها ممکن است برای سلامتی داشته باشند، باید پیش از اینکه از یخچال یخی خود آزاد شوند، ارزیابی شود.

با‌این‌حال، مطالعه جدید با امیدهایی همراه است. سوابق ژنتیکی جوامع میکروبی مانند کاتالوگ TG2G می‌تواند به‌عنوان جعبه‌ابزاری برای کاوش سیستم‌های طبیعی برای پیداکردن ترکیبات مفیدی که می‌توانند در پزشکی، تولید لوازم آرایشی و دیگر فناوری‌های سودمند استفاده شوند، به کار رود. این امر موجب می‌شود پایگاه‌های داده‌ای مانند TG2G اهمیت زیادی پیدا کنند، خصوصاً اگر گونه‌های تازه کشف‌شده در آینده منقرض شوند. احتمال انقراض این میکروارگانیسم‌ها، اگر نتوانند با تغییر در زیستگاه یخ‌زده خود سازگار شوند، بالا است.