Une nouvelle étude met en garde contre les dangers des «agents pathogènes qui voyagent dans le temps»

Inscrivez-vous à la newsletter scientifique Wonder Theory de CNN. Explorez l’univers avec des nouvelles de découvertes étonnantes, d’avancées scientifiques et plus encore.

CNN
–

Alors que le climat se réchauffe, les scientifiques affirment que les “agents pathogènes qui voyagent dans le temps” libérés par la fonte du pergélisol arctique pourraient constituer une menace pour les écosystèmes modernes.

pergélisol Il s’agit d’une couche solide de sol gelé faite de terre, de sable et de roche à l’intérieur Plateau ou hauteur Comme le Groenland, l’Alaska, la Sibérie, le plateau tibétain et le nord du Canada. De nouvelles recherches révèlent que ces microbes piègent le pergélisol qui restent dormants pendant de longues périodes, mais une planète plus chaude pourrait créer les conditions propices au retour de ces agents pathogènes du passé.

Pour mieux comprendre les influences environnementales potentielles, une équipe internationale de chercheurs a modélisé numériquement les interactions entre les virus anciens et les bactéries modernes dans une étude publiée le 27 juillet dans la revue Nature. Biologie computationnelle PLOS.

Grâce à des dizaines de milliers d’itérations, l’équipe de recherche a suivi comment les virus affectent la diversité des espèces dans les communautés bactériennes. Environ 1 % des virus anciens provoquent des perturbations majeures de l’écosystème numérique. Les agents pathogènes augmentent la diversité jusqu’à 12 % ou, à l’inverse, réduisent la diversité des espèces jusqu’à 32 %. Les envahisseurs de virus ne se contentent pas de survivre, ils évoluent avec le temps, déséquilibrant le système.

Les chercheurs ont utilisé un logiciel appelé Avida pour simuler si des agents pathogènes ont traversé l’écosystème. Dans un réseau bidimensionnel, les organismes bactériens interagissent avec leur environnement pour concourir pour l’énergie et l’espace. Les concurrents qui ont trouvé leur créneau peuvent se multiplier et survivre grâce aux tournois.

Ainsi, il y a moins d’erreur dans la reproduction ce qui crée de la diversité génétique, Ce qui cause plus de complications système environnemental. Lorsqu’un virus pénètre dans cet environnement, comme d’autres parasites, il ne peut gagner de l’énergie qu’en filtrant les hôtes bactériens appropriés. Les hôtes sont alors incapables de recevoir l’énergie dont ils ont besoin pour survivre ou se reproduire, puis meurent.

Cela signifie-t-il que près d’un tiers des humains et d’autres organismes courent un risque immédiat de mourir d’une maladie virale éveillée ? Non. Mais l’auteur principal Giovanni Strona et le co-auteur Cory Bradshaw ont déclaré que les résultats ajoutaient une autre couche de préoccupation aux risques d’un réchauffement climatique.

Au cours des deux dernières décennies, davantage de recherches ont été consacrées à la compréhension de ses conséquences dégeler le pergélisol Dans les régions polaires, comme A Étude de la NASA de janvier 2022 qui a étudié les effets de la libération de carbone lors d’événements de dégel soudains et les observations de Jean-Michel Clavery sur une décennie d’agents pathogènes infectieux piégés dans le pergélisol.

Claverie, professeur émérite de médecine et de génomique à la faculté de médecine d’Aix-Marseille, a relancé ce qu’il appelle des virus “zombies” du pergélisol en 2014 et 2015, et lui et son équipe ont signalé cinq nouvelles familles de virus anciens capables de infectant les amibes. dans une étude en février, comme précédemment rapporté par CNN. Les recherches de Clavery ont montré que d’anciens microbes pouvaient rester infectieux même s’ils étaient dormants pendant des dizaines de milliers d’années.

En utilisant les hypothèses des recherches de Claverie, Bradshaw, directeur du Global Environment Laboratory de l’Université Flinders en Australie, et Strona, chercheur principal au Centre de recherche conjointe de la Commission européenne, ont conçu une simulation pour déterminer les conséquences que ce pathogène pourrait avoir.

Et tandis que le 1% d’agents pathogènes qui causent des perturbations majeures semble faible, 4 sextillions de cellules s’échappent du pergélisol chaque année, explique Bradshaw. C’est fini Le nombre d’étoiles dans la galaxie.

« Un pour cent sur 4 sextillions est un nombre que la plupart des gens ne peuvent même pas imaginer. Il y a beaucoup, beaucoup de possibilités pour que cela se produise. Les chances sont rares pour un virus, mais il existe de nombreux virus possibles”, a-t-il déclaré à CNN lors d’un entretien téléphonique.

Bradshaw compare les virus du pergélisol à d’autres espèces envahissantes. Dans le monde réel, la plupart des invasions échouent, ce que la recherche reflète. Il a dit que la raison pour laquelle nous avons encore des problèmes avec les espèces envahissantes est qu’il y a tellement d’introductions dans les écosystèmes.

En savoir plus: Les espèces envahissantes dans le monde en images

Strona a déclaré que lors de l’événement d’invasion réussi de l’étude, une perte de 32% de la diversité des espèces ne signifie pas que le virus a tué un tiers de toutes les bactéries de l’écosystème numérique. Au lieu de cela, cela signifiait que l’ensemble de l’écosystème a subi une perte de 32 % de la diversité bactérienne.

Lorsque des virus infectent des bactéries et tuent leurs hôtes, l’effet sur les écosystèmes est catastrophique. Les ressources qui existaient autrefois en équilibre ne sont plus disponibles, a déclaré Bradshaw, de sorte que les espèces restantes sont contraintes à une course pour la survie. Prédateur et proie Ils se battent pour l’utilisation des ressources restant, résultant en un système déséquilibré. Lorsqu’il y a moins de prédateurs qui mangent leur proie, elle se reproduit, se peuple, puis utilise plus de ressources. Ensuite, la surproduction réduit le nombre de proies dans le processus d’extermination naturelle. S’il y avait plus de prédateurs, ils mangeraient plus de proies pour survivre, ce qui conduirait au même résultat.

Les chercheurs ont découvert que l’introduction du virus était la seule cause des grandes fluctuations de la diversité des espèces.

Les organismes modernes, y compris les humains, ont peu ou pas de mécanismes de défense naturels contre les pathogènes anciens. Pour l’équipe de recherche, disent Strona et Bradshaw, cette recherche est plus un appel à l’action qu’un véritable avertissement.

“Nous n’avons pas besoin de tirer la sonnette d’alarme maintenant”, a déclaré le Dr. Kimberly Miner, climatologue au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie. Il pense qu’il existe des préoccupations plus pressantes concernant la crise climatique qui pourraient être plus contenues, comme le ralentissement de la libération de carbone dans l’atmosphère.

Cette étude est une première étape importante dans l’identification des risques de ces variantes inconnues, a déclaré Miner, qui n’a pas participé à l’étude. Mais la possibilité d’une infection par ce pathogène émergent reste “hautement improbable”.

Les zones contenant le pergélisol terrestre sont peu peuplées. Si l’ancien agent pathogène réussissait à s’échapper, ils auraient du mal à trouver des personnes à infecter. De plus, le pergélisol dégèle progressivement tout au long de l’année à un rythme d’environ 1,2 pouces (3 centimètres) par saison, et la plupart des cellules de 4 sextillions sont libérées au cours de ce dégel progressif, a déclaré Miner.

Il a expliqué que le dégel soudain du pergélisol dans l’Arctique, qui se produit parfois aussi rapidement que possible sur une période de plusieurs jours, est “notre plus grande préoccupation en termes de libération d’organismes dont nous ne savons rien”.

À mesure que les températures moyennes mondiales augmentent, ces effondrements soudains deviendront plus fréquents. Après des températures record en juillet, des images de drones ont capturé le plus grand cratère de Sibérie recouvert de pergélisol alors que la glace fond sous terre.

Strona et Bradshaw soulignent que davantage de recherches sont nécessaires pour étendre les implications de leurs découvertes chez les humains ou les animaux. Les chercheurs disent que leur intention est de fournir un cadre pour évaluer le risque d’anciens envahisseurs biologiques.

Dans tous ces cas, disent les auteurs de l’étude, la seule contre-mesure – qu’il s’agisse de l’élévation du niveau de la mer, de la chaleur mortelle ou de l’émergence d’agents pathogènes – est de ralentir ou d’arrêter les émissions de carbone qui entraînent le réchauffement climatique et protègent les écosystèmes arctiques. Sans cela, disent-ils, les flux environnementaux ne deviendraient pas de la science-fiction.