In het ijs zitten mogelijk talloze slapende ziekteverwekkers verstopt, die, terwijl het ijs smelt, weleens tot leven gewekt kunnen worden en een bedreiging zullen vormen.
Sciencefiction films en boeken staan bol met fantastische verhalen over gevaarlijke organismen die uit het ijs komen zetten en nietsvermoedende menselijke slachtoffers maken. Maar misschien zijn deze verhalen niet eens zo vergezocht. Op dit moment smelt het ijs en permafrost – permanent bevroren grond – in sneltreinvaart. En hierdoor komt er niet alleen CO2 en methaan vrij. In de bevroren bodem zitten namelijk ook slapende ziekteverwekkers opgesloten die, wanneer het ijs en permafrost smelten, weer tot leven kunnen komen, zo waarschuwen onderzoekers.
Zombievirus
Dat dit ‘doemscenario’ daadwerkelijk tot de mogelijkheden behoort, bewezen wetenschappers nog niet zo lang geleden. Afgelopen maart publiceerden ze nog een artikel waarin ze een 48.500 jaar oud ‘zombievirus’ wakker maakten, waarna het direct aan het infecteren sloeg. De onderzoekers haalden de virussen uit Siberisch permafrost. “Het is dus waarschijnlijk dat oud permafrost deze onbekende virussen los zal laten wanneer het ontdooit,” zo concludeerden de onderzoekers destijds.
De studie naar het zombievirus is niet de enige die laat zien dat er in permafrost oude ziekteverwekkers opgesloten zitten. Meerdere steekproeven hebben uitgewezen dat virussen ruimschoots in permafrost voorhanden zijn. Zo hebben wetenschappers in 197 monsters – verzameld in Zweeds permafrost – 1907 nog niet eerder beschreven viruspopulaties aangetroffen. En meer dan 58 procent van die onbekende virussen was nog steeds actief. Onderzoeken naar bacteriën in permafrost schetsen een vergelijkbaar beeld. En al die nu nog in de permafrost opgesloten onbekende virussen en bacteriën kunnen vrijkomen als de permafrost ontdooit en Arctische ecosystemen – die door de snelle opwarming van het gebied toch al onder druk staan – verder ontwrichten.
De nieuwe studie borduurt hier nu op voort. De onderzoekers construeerden gesimuleerde experimenten, waarbij digitale ziekteverwekkers uit het verleden gemeenschappen van bacterieachtige gastheren binnendringen. Op deze manier brachten ze de ecologische risico’s die voortvloeien uit het vrijkomen van onvoorspelbare oude virussen in kaart.
Oude ziekteverwekkers
De onderzoekers ontdekten dat stokoude ziekteverwekkers vaak wisten te overleven en zelfs evolueerden. Ongeveer drie procent werd dominant in hun nieuwe omgeving. Daarnaast blijkt uit de simulaties dat het vrijkomen van slechts één procent van de slapende ziekteverwekkers al grote gevolgen kan hebben voor het milieu. Zo zorgde dit voor een wijdverspreide afname van de gastheerorganismen. “We ontdekten dat binnendringende ziekteverwekkers vaak konden overleven, evolueren en, in enkele gevallen, uitzonderlijk hardnekkig en dominant konden worden,” vat onderzoeksleider Giovanni Strona samen. “Dit veroorzaakte aanzienlijke afnames en veranderingen in het aantal levende gastheersoorten.” Eén procent lijkt misschien weinig. Maar gezien het enorme aantal oude microben dat regelmatig in de echte wereld vrijkomt, vormen dergelijke uitbraken een aanzienlijk gevaar, zo stellen de onderzoekers.
Tijdreizigers
Het klimaat warmt momenteel in alarmerend tempo op, met name op de polen. Het noordpoolgebied warmt zelfs maar liefst vier keer zo snel op als de rest van de wereld. Dit betekent dat klimaatverandering er inderdaad voor zou kunnen zorgen dat ‘tijdreizende’ ziekteverwekkers – die al millennia in ijs en permafrost ingevroren zitten – tot leven kunnen komen en een bedreiging zullen vormen voor het mondiale milieu – en misschien zelfs voor de mensheid. Mogelijk is dit dus helemaal geen sciencefiction meer. “Het wetenschappelijke debat over dit onderwerp werd gedomineerd door speculatie,” vertelt Strona. “Dit had met name te maken met grote uitdagingen bij het verzamelen van gegevens en het ontwerpen van experimenten om hypothesen uit te werken en te testen. Maar nu bieden we voor het eerst een uitgebreide analyse van het risico dat oude ziekteverwekkers voor moderne ecologische gemeenschappen vormen.”
Zorgwekkend
De bevindingen tonen aan dat het risico van invaserende ziekteverwekkers die onomkeerbare schade aan kunnen richten, niet te verwaarlozen is. “Vanuit dat perspectief zijn onze resultaten zorgwekkend,” merkt onderzoeker Corey Bradshaw op. “Het wijst op een reëel risico dat voortvloeit uit zeldzame gebeurtenissen waarbij ziekteverwekkers die momenteel vastzitten in ijs en permafrost ernstige ecologische gevolgen hebben. In het slechtste, maar nog steeds volkomen plausibele geval vermindert de invasie van een enkele oude ziekteverwekker de omvang van een gastheergemeenschap met 30 procent. Als samenleving moeten we het potentiële risico van deze oude microben begrijpen, zodat we ons kunnen voorbereiden op eventuele onbedoelde gevolgen van hun introductie in de moderne wereld.”
De studie, gepubliceerd in het vakblad PLOS Computational Biology, laat zien dat dreigingen die nu nog beperkt waren tot sciencefiction, ook in werkelijkheid een ernstig risico kunnen vormen. “Het is niet langer enkel een fantasieverhaal,” zegt Bradshaw. “We zouden ons er echt op moeten voorbereiden.”
