گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
دانشمندان طی آخرین تحقیقات خود متوجه شده اند که ویروس‌های گرفتار در یخ‌های آب شده می توانند تبدیل به یک پاندمی مسری تر شوند.
باکتری‌ها و ویروس‌ها می‌توانند برای میلیون‌ها سال در یخچال‌های طبیعی، ورقه‌های یخی (یخ پهنه) و یا لایه‌های یخی دائمی زمین زنده بمانند و هر چه دمای کره زمین افزایش بیشتری داشته باشد، اینها زودتر آب می‌شوند و ویروس‌ها زوتر ظهور می‌کنند. در ادامه راجع به این تهدید بیشتر خواهیم خواند.
ویروس‌های گرفتار در یخ‌های آب شده مستعد پاندمی بزرگتری هستند
در نوامبر سال 2019 آکادمی‌های ملی علوم، مهندسی و پزشکی کارگاهی آموزشی برای بحث درباره تهدیدهای در حال ظهور برگزار کردند. البته این جلسه برای کویید 19 نبود و ماه‌ها قبل از پیدایش این ویروس برگزار شده بود. در عوض آنها سعی داشتند درباره میکروارگانیسم‌هایی که در یخچال‌های طبیعی، یخ پهنه‌ها و پرمافروست‌ها به دام افتاده‌اند و هر لحظه ممکن است با افزایش دمای کره زمین و آب شدن این یخ‌ها آزاد شوند، بیشتر بدانند و راهی برای این معضل پیدا کنند.
در طول این نشست علمی، الکساندر ولکاویتسکی (Alexander Volkovitskiy) از آکادمی علوم روسیه درباره وضعیت هشدار دهنده‌ای که با آن مواجه هستیم توضیحاتی را ارائه داد. این حادثه در سال 2016 و در سواحل شمالی روسیه در شبه جزیره یامال اتفاق افتاد؛ جایی که مردم محلی آنجا حدود صدها هزار گوزن شمالی را نگه می‌داشتند.
در آن تابستان دمای هوا بیش از حد انتظار و آنچه پیش بینی شده بود، گرم شد و برخی از پرمافروست‌ها (پرمافروست یا خاک منجمد، به زمین‌هایی گفته می‌شود که به طور دائم یخ زده‌اند) آب شدند. در نتیجه باکتری که منجر به سیاه زخم شد و حدود صد سال پیش در شبه جزیره وجود داشت، مجدداً از خاک برخاست و همچون آتش سوزی به جان مردم افتاد. متاسفانه پیش از آنکه شیوع بیماری تحت کنترل درآید، چیزی نزدیک به 2000 هزار گوزن شمالی تلف شدند. ده‌ها تن از مردم محلی آنجا نیز به این بیماری مبتلا شدند و یک نفر از آنها که پسر بچه‌ای بی‌نام و نشان بود، درگذشت.
این داستان می‌تواند منادی آنچه قرار است در آینده به سرمان بیاید، باشد. زمانی که یخ‌های سطح زمین شروع به ذوب شدن کنند و میکروب‌هایی که میلیون‌ها سال است در آنها حبس شده‌اند آزاد شوند، بیماری‌های زیادی ممکن است ظهور پیدا کنند.
چقدر این احتمال وجود دارد که میکروب‌هایی که درون این یخ‌ها به دام افتاده‌اند، پس از آب شدن یخ‌ها به زندگی باز گردند؟ آیا ممکن است در معرض بیماریهایی قرار بگیریم که قبلا نئاندرتال‌ها و دنیسووان‌ها را دچار کرده. است؟ اینها سوالاتی است که اگر قرار باشد با این تهدیدها مبارزه کنیم، باید به آنها پاسخ دهیم.
حدود 10 درصد از سطح زمین با یخ و برف پوشیده شده است. در این بین صفحات یخ بزرگ قطب جنوب و گرینلند حدود 15.7 میلیون کیلومتر مربع است و در آنجا بسترهای یخ شناور وجود دارد. صدها هزار تکه از این یخچال‌های طبیعی به آهستگی از کوهپایه‌ها به دشت‌ها سرازیر می‌شوند.
در همین حال نیمکره شمالی به تنهایی حدود 23 میلیون کیلومتر مربع پرمافروست دارد؛ خاکی که دمای آن حداقل برای دو سال متوالی زیر صفر درجه است و عمدتاً در سیبری و فلات تبت و مناطق دور آمریکای شمالی قرار دارد. تغییرات اقلیمی همه آنها را ذوب خواهد کرد. در حال حاضر انتشار گازهای گلخانه‌ای حدود 1.1 درجه سانتی گراد زمین را گرم کرده است. این گرم شدن در قطب شمال، حداقل دو بار و احتمالا سه یا چهار برابر آن است.
کوه یخ‌های قطب شمال نیز در حال آب شدن هستند و احتمالا تا سال 2050 حدود یک میلیون متر مکعب از آنها کاهش می‌یابد. یخچال‌های طبیعی نیز در حال پس روی هستند و به دشت‌ها سرازیر می‌شوند. از طرفی صفحات یخ قطب جنوب و گرینلند در حال جدا شدن از سطح هستند. سپس هر چیزی که در یخ‌های ذوب شده و برف و پرمافروست ذخیره شده، با آب شدن بیرون خواهند آمد. بنابراین باید بدانیم که چه نوع میکروب‌هایی در آنجا وجود دارند.
ما حتی ممکن است در معرض آلودگی‌های میکروبی و ویروسی قرار بگیریم که دیرزمانی نئاندرتال‌ها و انسان‌های اولیه را دچار بیماری کرده‌اند!
اولین تلاش‌ها برای کشف این میکروب‌ها حدودا یک قرن پیش انجام شد. هیئتی که در سال‌های 1911 تا 1914 به قطب جنوب استرالیا اعزام شدند، کار دشواری پیش رو داشتند و متاسفانه دو تن از اعضای گروه فوت کردند و یکی از آنها که جان سالم به در برد، دچار بحران روحی و روانی شده بود. و اما دکترای ارشد گروه کوهنوردی، آقای آرشیبالد مک لین (Archibald McLean) موفق به کشت برخی از باکتری‌ها، قارچ‌ها و نوعی از جانداران تک سلولی شد.
حتی زمانی که او تا دو متر از یخ‌ها را حفر کرد، به حیات رسید. مک لین یافته‌های خود را در سال 1918 در مجله طبیعت (Nature) منتشر کرد. وی با پیش بینی شایان توجهی، نشان داد که این دسته از میکروب‌ها در قطب جنوب به همراه باد به آنجا رسیده‌اند و سپس با دانه‌های برف در آنجا ترکیب شده‌اند. هنگامی که آنها به سطوح یخ رسیدند، او نوشت:
ارگانیسم‌های یخ زده…آغازگر تاریخ جدید زندگی.
پاتوژن‌ها در یخ
از آن زمانی که دکتر آرشیبالد موفق به کشف حیات میکروسکوپی در یخ‌ها شد، این حقیقت آشکار شده که درون یخ‌ها نیز امکان وجود اجتماعی از جانداران میکروسکوپی دور از ذهن نیست. برای مثال در سال 2013، پروفسور تریستا ویک (Trista Vick Majors) از دانشگاه علوم فناوری میشیگان بخشی از یک تیم تحقیقاتی بود که به دریاچه Whillans در قطب جنوب رفت. (این دریاچه 800 متر زیر یخ است) تریستا می‌گوید:
انتظار داشتیم که همه چیز خوب پیش برود و به قدر کافی شانس بیاوریم تا همه چیز را اندازه گیری کنیم. بیش از آنچه انتظار داشتیم در آنجا اطلاعات بدست آوردیم.
مطالعات بعدی علیرغم سرما و تاریکی که در آنجا وجود داشت، کل اکوسیستم باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌هایی را که در آنجا حضور داشتند، نشان داد. شاید نباید شگفت زده شویم: دریاچه Whillans از آب مایع تشکیل شده است هر چند که منطقه‌ای که در آن قرار دارد به شدت سرد است. وقتی که درجه حرارت حوالی صفر درجه سانتی گراد باشد، بسیاری از میکروب‌ها قادر به زنده ماندن هستند.
برای مثال پاملا سنتیبانز (Pamela Santibáñez) که در وزارت علوم، تحقیقات و فناوری شیلی کار می‌کند، موفق به کشف دسته کثیری از این جانداران در رشته کوه‌های آند واقع در آمریکای جنوبی شده است. در آن منطقه آب مایع بین کریستال‌های یخ وجود دارد. او می‌گوید:
می‌توانم فعالیت‌های باکتریایی را بین یخ و برف ببینم!
با این وجود هر چه به سمت صفحات عمیق تر و زیرین یخ می‌رویم -لایه‌هایی که هزاران سال قدمت دارند و خیلی سردتر از صفر درجه سانتی گراد هستند- حیات کمیاب و پراکنده می‌شود. خانم پاملا سنتیبانز و همکارش همچنین به دنبال حیات میکروبی در جنوب غربی قطب بودند؛ جایی که یخچال‌های قطبی حدود 68000 هزار سال سن داشتند.
تراکم میکروب‌ها به تناوب تغییرات آب و هوایی که در طول هزاران سال رخ داده، متفاوت بوده است. علاوه بر این میکروب‌ها در لایه‌های قدیمی تر دچار آسیب شده بودند. سنتیبانز می‌گوید:
جانوران سلولی که برای 25000 یا 30000 هزار سال درون دمای منفی 30 درجه سانتی گراد بوده‌اند، واقعا در شرایط بدی قرار دارند.
این موضوع حاوی پیامی است که به ما قوت قلب می‌دهد و آن این است که: گر چه می‌توانیم میکروب‌هایی را در لایه‌های زیرین و با قدمت هزاران سال شناسایی کنیم اما تعداد این موجودات خیلی کم است و خوشبختانه رشد نمی‌کنند. البته این بدین معنا نیست که هیچ چیزی در آنجا زنده نمی‌ماند!
طی مطالعه‌ای که در سال 2007 انجام شد، محققان موفق به رشد و تکثیر نوعی باکتری از یخ‌های قطب جنوب شدند که قدمت آن به 8 میلیون سال قبل بر می‌گشت. خوشبختانه نتایج نشان داد که این نوع باکتری نمی‌تواند عامل بیماری زایی انسان شود. در واقع باکتری‌هایی که انسان را آلوده می‌کنند، با دمای بدن ما سازگار هستند و بنابراین نمی‌توانند برای مدتی طولانی در دمای زیر صفر درجه سانتی گراد دوام بیاورند.
این موضوع درباره قارچ‌ها نیز صادق است. تاکنون حدود 300 قارچ شناسایی شده که می‌توانند عامل بیماری‌زایی انسان باشند. یک نمونه از این قارچ‌ها کریپتوکوکوس نئوفورمانس (Cryptococcus neoformans) است که می‌تواند باعث عفونت‌های خطرناک ریه شود. قارچ‌ها در یخ‌ها و مناطقی مثل گرینلند و سوالبار واقع در شمالی ترین منطقه شمالگان یافت می‌شوند.
علاوه بر این قارچ‌هایی از یخ‌های جنوبگان پیدا شده است که می‌توانند در محیط آزمایشگاهی رشد کنند. اما باز هم باید بگوییم که این موجودات ریزجثه هستند و نمی‌توانند خطری برای ما انسان‌ها به شمار روند. همین الگو برای یخچال‌های طبیعی نیز صادق است هر چند که آنها در مقایسه با صفحات یخی (یخ پهنه) جوان تر هستند و سرما و برودت کمتری نیز دارند. لونی تامسون از دانشگاه ایالتی اوهایو می‌گوید:
یخچال‌های طبیعی پاک ترین و تمیزترین مکان‌های این سیاره هستند. زمانی که آنجا بودیم، آبی را که در اثر ذوب شدن این یخچال‌ها جاری شده بود نوشیدیم. تا به امروز هیچ یک از اعضای تیم ما بعد از نوشیدن این آب مشکل خاصی نداشته‌اند.
ویروس‌های موجود در یخ
بنابراین مثل اینکه به نظر می‌رسد نباید نگران ظهور میکروب‌ها از اعماق یخچال‌های طبیعی و یخ پهنه‌ها باشیم. اما در خصوص ویروس‌ها -بافت‌های ریزی که به طرز عجیب و مبهمی زنده می‌مانند- چه؟ آیا باید نگران آنها باشیم؟
در سال 1999 محققان ویروسی را شناسایی کردند که گوجه فرنگی و سایر گیاهان را حدود 140 هزار سال پیش آلوده می‌کرد و در یخچال‌های طبیعی گرینلند وجود داشته است. پنج سال بعد گروه دیگری از پژوهشگران نشان دادند که یخ‌ها ممکن است به عنوان محل و مخزنی برای ویروس‌هایی نظیر آنفلونزای A، کلسی ویروس، گاستروانتریت و انتروویروس‌ها عمل کنند. (این گروه از ویروس‌ها شامل ویروس فلج اطفال نیز می‌شود.)
شواهد اندکی در رابطه با این ایده وجود دارد و تحقیقات بعدی تا حدودی دلگرم کننده هستند. اگر چه در تجزیه و تحلیل آب شور قطب شمال تعداد زیادی از ویروس یافت شده اما اکثریت این باکتری‌ها و ویروس‌ها هیچ خطری برای انسان در پی نداشته است. همینطور سال گذشته گروه تحقیقاتی تامسون دسته از ویروس‌ها را در فلات تبت، جایی که قدمت یخ‌های آن 15000 ساله هستند، شناسایی کرد. اکثریت این یخ‌ها آلوده به باکتری بودند. تامسون می‌گوید:
در یخچال‌های گرمتر می‌توانید ویروس‌ها و باکتری‌هایی را مشاهده کنید که روی سطح قرار دارند. باکتری‌ها گونه‌هایی هستند که می‌توانند در سرما زنده بمانند و ویروس‌ها آنها را آغشته به انگل می‌کنند. به گفته تامسون: «این یک اکوسیستم است.»
در مقایسه با باکتری‌ها مقایسه کمتری درباره وجود ویروس‌ها در یخ صورت گرفته است. اما می‌دانیم که این ویروس‌ها توسط وزش بادها به این مناطق آمده‌اند و تنها در صورتی مسری و خطرناک هستند که تعداد آنها زیاد باشد. خانم ویک ماجور این حقایق را دلگرم کننده و امیدبخش می‌داند. وی معتقد است که خطر و تهدیدی برای انسان وجود ندارد.
حتی اگر میکروارگانیسم‌ها از یخچال‌های طبیعی آزاد شوند، بعید به نظر می‌رسد که ما را بیمار کنند گر چه آنها کاملا بی‌خطر نیستند. کارن کامرون از دانشگاه گلاسکو می‌گوید:
آنها به رودخانه‌ها می‌ریزند. همچنین در رسوبات ساختمانی دفن می‌شوند و درون مواد ارگانیک و جریان‌های آبی که درون محیط سواحل وجود دارد، پیدا خواهند شد.
او نشان داده که آب ذوب شده‌ای که از یخ پهنه‌ها جاری می‌شود میکروب‌ها را به نقاط دوردست می‌برد و این میکروب‌ها می‌توانند در محیط و خانه جدید خود فعال شوند. بسیاری از این ارگانیسم‌ها نادر و کمیاب هستند و به همین دلیل به دقت مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند بنابراین پیش بینی اینکه قرار است در آینده چه رفتاری کنند ممکن نیست. کامرون می‌گوید:
واقعا دید درستی از اینکه زیست محیط چگونه تغییر می‌کند و اینکه پیامدهای این تغییران زیست محیطی چیست نداریم.
با این وجود در حال حاضر ممکن است درک کرده باشید که چرا آکادمی‌های ملی ایالات متحده نگران بیماریهایی هستند که از مناطق یخ زده ظهور خواهند کرد. مسئله این است که شاید یخ امن باشد اما پرمافروست‌ها این طور نیستند. مواد ارگانیکی مانند خاک، محیط مطلوبی برای میکروب‌های بیماری زاست و بنابراین به احتمال زیاد دارای انواع تنجش‌ها خواهد بود. شیوع سیاه زخم در سال 2016 در روسیه یک نمونه از این موارد است.
انسان‌ها در سال 1918 از زمین یخ زده آلاسکا توانستند ژنوم کامل ویروس آنفلونزا را بدست آورند. یا مثلا حدود 300 سال پیش محققان موفق به کشف ویروس آبله از یک مومیایی سیبریایی شدند که موجب بروز بیماری آبله می‌شد. یا اینکه آنها توانستند از روی مدفوع 700 ساله یک گوزن کانادایی دو ویروس کشف کنند که البته هیچ یک خطری برای انسان نداشتند.
یک نوع از میکروب‌ها نیز کشف شده که به ویروس‌های غول پیکر معروف شده‌اند. در سال 2014 تیمی به سرپرستی ژان میشل کلاوری (Jean Michel Claverie) از دانشگاه اکس مارسی فرانسه این موجودات را در سیبری یافتند. این پیتوویروس‌ها از دیگر ویروس‌هایی که تاکنون شناخته شده بزرگ تر هستند و ژنوم آنها پیچیده تر است و در یخ‌هایی با قدمت 34000 سال پیدا شده‌اند.
این موجودات برای ما خطری ندارند زیرا آنها تک سلولی‌هایی به نام آمیب‌ها را آلوده می‌کنند. اما منشأ عصر حجری آنها می‌تواند احتمال جذابی را درباره عوامل بیماری‌زایی که منجر به انقراض انسان‌های اولیه شدند نمایان سازند. تیم کلاوری در مطالعاتی که درباره جوامع ارگانیسمی داشته‌اند، ویروس‌های دیگر یا حداقل ژن‌های آنها را پیدا کرده‌اند. او می‌گوید:
وقتی ما به فراژنگان شناسی (مطالعۀ ژنگان یک اجتماع میکربی بدون نیاز به جداسازی اجزای آن) می‌پردازیم، سیگنال‌های توالی مربوط به ویروس‌های منظم را مشاهده می‌کنیم. برخی از اینها به وضوح ناخوشایند هستند از جمله پاکس ویروس‌ها و ویروس تب آفریقای جنوبی. ما بسیاری از ویروسی‌های قدیمی را از نظر توالی شان بررسی می‌کنیم. البته ما سعی نمی‌کنیم آنها را احیا کنیم زیرا این کار خطرناک و احمقانه‌ای خواهد بود و ما نمی‌خواهیم عامل و مسبب پاندمی بعدی باشیم. خطر جدی این است که این ویروس‌ها از پرمافروست‌ها بگریزند.
به گفته کلاوری در حال حاضر قسمت‌هایی از یخ های قطب در حال آب شدن است. برای مثال در سیبری معادن زغال سنگ گاهی نزدیک خانه‌های مردم حفر می‌شوند. این کار می‌تواند باعث حذف لایه‌های چندصد هزار ساله پرمافروست شود. وی می‌گوید:
شما نمی‌دانید که در آنجا چخبر است! خطر واقعی در همینجاست.
آکادمی‌های ملی با این نظر موافقت کردند و نمایندگان در جلسه سال 2019 به این نتیجه رسیدند که در مقطع کنونی نیاز به افزایش نظارت‌ها در قطب شمال داریم تا به محض اینکه نشانه‌هایی از شیوع هر گونه بیماری در آنجا مشاهده شد، آن را در نطفه خاموش کنیم.
این اقدام می‌تواند اولین گام برای بهداشت عمومی باشد اما مشکل و چالش اساسی اجرای این سیستم در مناطق مهجور و دورافتاده است؛ جایی که مردم بومی با طب غربی و بهداشت عمومی شهری بیگانه هستند. برای بسیاری از ما آنچه اجرایی است و باید انجام دهیم این نکته است که همین اقدامات را در نظر داشته باشیم.
خطر این موضوع جدی است و باید با آن مبارزه کنیم اما به این معنی نیست که به پایان جهان رسیده‌ایم. ویک ماجور معتقد است که جریان فکری فعلی این نیست که پاندمی‌ها از آب شدن یخ‌های قطب شمال ظاهر می‌شوند و در سراسر جهان انتشار می‌یابند. اما این موضوع قطعا تهدیدی برای کشورهای شمالی است.
افرادی که هم اکنون در قطب شمال و مکان هایی مانند سیبری زندگی می کنند، می بینند که محیط یخ زده اطراف آنها در حال ذوب شدن است. در حال حاضر آنها با تهدیدهای عفونت زای مرگباری مواجه هستند. مگر اینکه اقدامی علیه آن انجام دهیم تا همچون پاندمی 2016 روسیه نشود زیرا کنترل نشدن این ویروس ها منجر به ایجاد پاندمی های گسترده تر در جهان خواهد شد.