Wirusy sprzed 15 000 lat
Naukowcy badający lód lodowcowy znaleźli wirusy sprzed prawie 15 000 lat w dwóch próbkach lodu pobranych z Płaskowyżu Tybetańskiego w Chinach. Większość z tych wirusów, które przetrwały dzięki temu, że pozostawały zamrożone, jest niepodobna do żadnych wirusów, które zostały skatalogowane do tej pory! Odkrycia te, mogą pomóc naukowcom zrozumieć, w jaki sposób wirusy ewoluowały na przestrzeni dziejów. Na potrzeby tego badania naukowcy stworzyli również nową, ultra czystą metodę analizy mikrobów i wirusów w lodzie bez jego zanieczyszczania.
„Te lodowce powstawały stopniowo, a wraz z opadającymi pyłami i gazami z atmosfery, wiele, wiele wirusów również zostało zdeponowanych w tym lodzie" - powiedział Zhi-Ping Zhong, główny autor badania i badacz z Uniwersytetu Stanowego Ohio w USA. „Lodowce w zachodnich Chinach nie są jeszcze dobrze zbadane, a naszym celem jest wykorzystanie informacji, które skrywają do odzwierciedlenia minionych środowisk. A wirusy są przecież częścią tych środowisk".
28 nowych wirusów
Naukowcy przeanalizowali rdzenie lodowe pobrane w 2015 roku z czapy lodowej Guliya w zachodnich Chinach. Rdzenie są pobierane na dużych wysokościach - szczyt Guliya, skąd pochodzi ten lód, znajduje się na wysokości 7 000 metrów nad poziomem morza. Rdzenie lodowe zawierają warstwy lodu, które gromadzą się rok po roku, zatrzymując to, co było w atmosferze wokół nich w czasie, gdy każda warstwa zamarzała. Warstwy te tworzą swego rodzaju oś czasu, którą naukowcy wykorzystują, by lepiej zrozumieć zmiany klimatyczne, mikroby, wirusy i gazy obecne w ziemskim ekosystemie przez tysiące lat. W tym wypadku, naukowcy ustalili, że lód miał prawie 15 000 lat, używając kombinacji tradycyjnych i nowych, technik do datowania tego rdzenia lodowego. Kiedy przeanalizowali lód, znaleźli kody genetyczne 33 wirusów. Cztery z tych wirusów zostały już zidentyfikowane przez społeczność naukową. Ale co najmniej 28 z nich jest nowych. Wygląda na to, że około połowa z nich przetrwała w czasie, gdy zostały zamrożone, nie pomimo lodu, ale właśnie dzięki niemu.
„To są wirusy, które mogły przetrwać w ekstremalnych środowiskach" - powiedział Matthew Sullivan, współautor badania, profesor mikrobiologii na Uniwersytecie Stanowym Ohio i dyrektor Stanowym Centrum Nauk Mikrobiologicznych. „Wirusy te mają sygnatury genów, które pomagają im infekować komórki w zimnym środowisku - po prostu surrealistyczne genetyczne sygnatury tego, jak wirus jest w stanie przetrwać w ekstremalnych warunkach! Nie są to sygnatury łatwe do ekstrakcji, a metoda, którą Zhi-Ping opracował do odkażania rdzeni i badania mikrobów i wirusów w lodzie, może pomóc nam w poszukiwaniu tych sekwencji genetycznych w innych ekstremalnych lodowych środowiskach - na przykład na Marsie, na Księżycu lub bliżej domu na ziemskiej pustyni Atacama."
Wirusy nie mają wspólnego, uniwersalnego genu, więc nazwanie nowego wirusa, i próba ustalenia, gdzie plasuje się on w krajobrazie znanych już wirusów, wymaga wielu kroków. Aby porównać niezidentyfikowane wirusy z wirusami znanymi, naukowcy porównują zestawy genów, które skatalogowane są w naukowych bazach danych. Porównanie baz danych wykazało, że cztery z wirusów w rdzeniach z pokrywy lodowej Guliya zostały wcześniej zidentyfikowane i należały do rodzin wirusów, które zazwyczaj infekują bakterie. Naukowcy znaleźli te wirusy w stężeniach znacznie niższych niż te, które stwierdzono w oceanach czy glebie. Analiza przeprowadzona przez naukowców wykazała, że zarówno na podstawie środowiska, jak i baz danych znanych wirusów, prawdopodobnie one pochodzą z gleby lub roślin, a nie od zwierząt czy ludzi.
„Wiemy bardzo mało o wirusach i mikrobach w tych ekstremalnych środowiskach"
Badanie wirusów w lodowcach jest stosunkowo nową dziedziną. Tylko dwa wcześniejsze badania zidentyfikowały wirusy w starożytnym lodzie lodowcowym. „Jest to jednak dziedzina nauki, która staje się coraz ważniejsza w miarę zmian klimatycznych”, powiedział Lonnie Thompson, starszy autor badania, wybitny profesor uniwersytecki nauk o ziemi w Uniwersytetu Stanowego Ohio i starszy pracownik naukowy w Byrd Center. „Wiemy bardzo mało o wirusach i mikrobach w tych ekstremalnych środowiskach, i co tam właściwie jest" - powiedział Thompson. „Dokumentacja i zrozumienie tego wszystkiego jest niezwykle ważne: Jak bakterie i wirusy reagują na zmiany klimatu? Co się dzieje, gdy przechodzimy z epoki lodowcowej do ciepłego okresu, w którym obecnie się znajdujemy?".
Warto też zaznaczyć, że badanie, o którym mowa jest znakomitym przykładem na owocną współpracę między naukowcami z różnych krajów. Rdzenie lodowe Guliya z 2015 roku zostały zebrane i przeanalizowane w ramach programu współpracy pomiędzy Centrum Badań Polarnych i Klimatycznych Byrd i Instytutem Badań Płaskowyżu Tybetańskiego Chińskiej Akademii Nauk, finansowanego przez amerykańską Narodową Fundację Nauki i Chińską Akademię Nauk. Finansowanie pochodziło również z Fundacji Gordona i Betty Moore'ów oraz Departamentu Energii USA.
