این باکتری ذاتا به انسان ضرری نمی‌رساند اما دانشمندان نسبت به وجود انواع خطرناک مشابه هشدار داده‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که آنتی بیوتیک‌ها از میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال پیش وجود داشته‌اند.
باکتری‌ها و ویروس‌هایی که از قرن‌ها پیش در دام یخ‌ها و لایه منجمد زمین افتاده بودند، شاید به خاطر گرم شدن زمین دارند دوباره فعال شوند.
انسان‌ها در طول تاریخ شانه به شانه باکتری‌ها و ویروس‌ها زندگی کرده‌اند. بدن انسان خودش را در برابر انواع ویروس‌ها و باکتری‌ها از آبله گرفته تا طاعون خیارکی مقاوم ساخته و این موجودات ریز نیز در عوض به روش‌های جدید برای آلوده کردن ما متکی شده‌اند.
یک قرن است که به آنتی بیوتیک‌ها دست یافته‌ایم؛ یعنی درست همان زمانی که الکساندر فلمینگ “پنی سیلین” را کشف کرد. باکتری‌ها نیز در واکنش به کشف پنی سیلین به موجودات مقاوم‌تری تکامل یافته‌اند. این نبرد بی‌پایان است: از آنجایی که زمان زیادی را در کنار پاتوژن‌ها (عوامل بیماری‌زا) می‌گذرانیم، گاهی اوقات به نوعی بن‌بست طبیعی می‌رسیم.
توندرای پرمافراستی در سیبری
اما اگر با باکتری‌ها و ویروس‌های مهلکی برخورد کنیم که برای هزاران سال غیرفعال بوده‌اند و هیچ شناختی از آن‌ها نداریم، چه خواهد شد؟
تغییرات اقلیمی باعث آب شدن خاک‌های منجمد با قدمت هزاران سال شده‌اند. با آب شدن این خاک‌های یخ زده، ویروس‌ها و باکتری‌هایی که در دل آن‌ها جای خوش کرده بودند نیز دوباره دارند به چرخه زیستی بازمی‌گردند.
مهاجرت گوزن شمالی
در اوت ۲۰۱۶ میلادی، یک پسر ۱۲ ساله در گوشه‌ای از یک توندرای سیبریایی به نام “شبه جزیره یامال” در مدار قطب شمالی جانش را از دست داد و دست کم ۲۰ نفر به خاطر ابتلا به سیاه‌زخم (آنتراکس) در بیمارستان بستری شدند.
فرضیه مطرح شده مربوط به آن از این قرار بود: یک گوزن شمالی آلوده به سیاه‌زخم حدود ۷۵ سال پیش در آنجا جان داد و لاشه این جانور زیر لایه‌ای از خاک منجمد به دام افتاد. لاشه تا موج گرمای تابستان سال ۲۰۱۶ میلادی همانجا باقی مانده بود و پس از آب شدن خاک منجمد بیرون آمد.
آلودگی‌های لاشه سپس احتمالا از طریق آب و خاک به محیط مجاور خود سرایت کرد و در نهایت نیز وارد چرخه غذایی شد. نزدیک به ۲۰۰۰ گوزن شمالی که در آن منطقه چرا می‌کردند، آلوده شده و سپس به انسان سرایت کرد. اما مسئله نگران کننده این ست که اتفاقات فقط محدود به این یک مورد نبوده است.
خاک منجمد در اسوالبارد
با گرم شدن زمین، خاک منجمد مناطق وسیع‌تری آب می‌شود. در شرایط عادی در هر تابستان حدودا ۵۰ سانتی‌متر از خاک منجمد سطحی آب می‌شود. اما گرمایش جهانی موجب شده تا لایه‌های زیرین خاک منجمد نیز در معرض آب شدن قرار بگیرند.
بهترین مکان برای زنده ماندن یک باکتری برای مدت بسیار طولانی، حتی به مدت یک میلیون سال، “خاک منجمد” است. این بدان معنا است که آب شدن یخ‌ها می‌تواند از انواع بیماری‌های عجیب و جدید رونمایی کند.
دما در مدار قطب شمال به سرعت در حال افزایش است که این رقم سه برابر نقاط دیگر کره زمین است. با آب شدن یخ‌ها و خاک منجمد، دیگر عوامل عفونی نیز می‌توانند آزاد شوند.
ژان-میکل کلاوری، گفته است: «خاک منجمد به خوبی از میکروب‌ها و ویروس‌ها محافظت می‌کند زیرا سرد است، هیچ اکسیژنی ندارد و تاریک است. ویروس‌های بیماری‌زایی که می‌توانند موجب آلوده شدن انسان‌ها و حیوانات شوند، به خوبی در لایه‌های زیرین خاک منجمد پنهان می‌شوند. آن موجودات ریز احتمالا در گذشته باعث ظهور بیماری‌های واگیردار در سطح جهان شده بودند.»
تنها در اوایل قرن ۲۰ میلادی بیش از یک میلیون گوزن شمالی به دلیل ابتلا به زخم سیاه تلف شدند. حفر گورهای عمیق کار آسانی نیست؛ بنابراین لاشه‌ی بسیاری از آن جانوران در سطح زمین دفن شدند که بر اساس گمانه‌زنی‌ها، تعداد آن‌ها به حدود ۷۰۰۰ گور در شمال روسیه می‌رسد.
اما اغلب نگران هستند که چه چیزهای دیگری می‌تواند زیر آن خاک‌های منجمد پنهان شده باشد؟
اسپورهای آنتراکس (سیاه زخم) می‌توانند تا چند دهه زنده بمانند – هاگ یا اسپور (spore) در زیست‌شناسی و باکتریولوژی به ساختاری تولیدمثلی اطلاق می‌شود که برای پراکنش نسل آن موجود و بقا در شرایط سخت برای مدت‌های مدید سازگار شده است
قرن‌ها است که انسان‌ها و جانوران گوناگونی در لایه‌های زیرین خاک منجمد دفن شده‌اند، بنابراین می‌توان حدس زد که عوامل بیماری‌زای دیگر نیز احتمالا آزاد شوند. برای نمونه، دانشمندان از داخل یک گور دسته جمعی در توندرای آلاسکا یک ویروس سالم آنفلوانزای اسپانیایی ۱۹۱۸ را کشف کردند. احتمالا ویروس‌های سالم آبله و طاعون خیارکی را نیز می‌توان در سیبری یافت.
بوریس رِویچ و مارینا پودولنایا در پژوهشی که در سال ۲۰۱۱ انجام دادند، نوشتند: «احتمالا ویروس‌های کشنده قرن هجده و نوزده میلادی بر اثر آب شدن خاک منجمد دوباره احیا شوند. این اتفاق به ویژه در نقاطی می‌تواند رخ دهد که اجساد مبتلایان در آنجا دفن شده است.»
برای نمونه، در دهه ۱۸۹۰ میلادی شاهد شیوع گسترده ویروس آبله در سیبری بودیم. آن زمان، نزدیک به ۴۰ درصد جمعیت یکی از شهرهای منطقه بر اثر ابتلا به ویروس آبله جان خود را از دست دادند. اجساد آن افراد در لایه بالایی خاک منجمدِ مجاور رود کولیما دفن شدند. ۱۲۰ سال بعد، سیلاب کولیما موجب تحلیل رفتن سواحل این رود شد. به همین خاطر، فرسایش خاک منجمد در آن ناحیه با سرعت بیشتری صورت گرفت.
در پروژه‌ای که در دهه ۹۰ میلادی آغاز شد، دانشمندان مرکز تحقیقاتی ویروس‌شناسی و زیست‌فناوری در نووسیبیرسک آزمایش‌هایی را بر روی بقایای انسان‌های عصر حجر پیاده کردند. بقایای آن افراد در منطقه گورنی آلتای در سیبری جنوبی پیدا شده بودند. آن تیم تحقیقاتی همچنین از اجساد مردانی که بر اثر شیوع ویروسی در قرن نوزدهم جانشان را از دست داده بودند و زیر خاک‌های منجمد روسیه دفن شده بودند نیز آزمایش گرفتند.
دانشمندان می‌گویند به اجسادی دسترسی پیدا کرده‌اند که نشانه‌های زخم ناشی از آبله بر روی بدنشان قابل مشاهده است. گرچه آن‌ها نتوانستند خود ویروس آبله را پیدا کنند ولی ردپای آن را در DNA اجساد پیدا کردند.
این نخستین بار نیست که باکتریِ منجمد شده در یخ‌ها به زندگی برمی‌گردد.
باکتری غیرفعال در یخ‌های قطب شمال یافت شده است
محققان ناسا در پژوهش انجام شده در سال ۲۰۰۵ با موفقیت دریافتند که عمر نوعی باکتری احیا شده در دریاچه منجمد در آلاسکا به ۳۲۰۰۰ سال می‌رسد. این میکروب‌ها که با نام “کارنوباکتریوم پلیستوسنیوم” شناخته می‌شوند از پایان دوران “پلیستوسن” منجمد شدند؛ یعنی زمانی که ماموت‌های پشمالو در سراسر زمین پرسه می‌زدند. با آب شدن یخ‌ها، آن‌ها ظاهرا بدون هیچ مشکلی در نقاط مختلف پراکنده شدند.
دو سال بعد دانشمندان موفق شدند که یک باکتری ۸ میلیون ساله را در زیر یخ‌های دره بیکون و مالینز در قطب جنوب بیابند. در همان پژوهش یک باکتری با عمر بیش از ۱۰۰.۰۰۰ سال نیز زیر یخ‌ها یافت شد.
البته تمام باکتری‌ها نمی‌توانند پس از انجماد زیر خاک منجمد مجدد حیات خود را بازیابند. باکتری آنتراکس از این قابلیت برخوردار است زیرا اسپور تشکیل می‌دهد؛ اسپورها به شدت مقاوم بوده و می‌توانند تا ۱۰۰ سال انجماد را تحمل کنند.
از جمله باکتری‌های حاوی اسپور می‌توان به تِتانوس و کلوستریدیوم بوتولینوم اشاره کرد؛ باکتری دوم بیماری‌زا بوده و عامل بیماری بوتولیسم است: بیماری نادر که می‌تواند فلج و یا حتی مرگ را در پی داشته باشد. دانشمندان دریافته‌اند که برخی از قارچ‌ها نیز می‌توانند برای مدت‌های طولانی زیر خاک منجمد زنده بمانند. این مورد حتی برای برخی ویروس‌ها نیز صدق می‌کند.
نمونه‌ای از یک ویروس غول‌پیکر
تیم کلاوری در پژوهش انجام شده در سال ۲۰۱۴ موفق شد تا دو ویروس را که بیش از ۳۰ هزار سال منجمد شده بودند را احیا کنند. هر دو ویروس آنقدر بزرگ بودند که به راحتی با یک میکروسکوپ معمولی قابل مشاهده بودند. هر دو ویروس بلافاصله پس از احیا، آلوده شدند. البته جای خوشحالی دارد که آن ویروس‌ها فقط امیب‌های تک‌سلولی را آلوده می‌کنند. اما مشخص شد که ویروس‌های خطرناک برای انسان‌ها نیز می‌تواند وجود داشته باشد.
گرمایش جهانی به تنهایی به عنوان تهدیدی برای آب شدن خاک‌های منجمد محسوب نمی‌شود. سواحل سیبری اینک راحت‌تر قابل دسترسی است و سودآوری معادن و حفر چاه‌های نفت و گاز باعث شده تا انسان‌ها راهی این نقاط شوند. ویروس‌های غول‌پیکر نخستین متهم هرگونه شیوع ویروسی است زیرا ساختار داخلی‌شان به دلیل مقاومت بالا حفظ خواهد شد.
نئاندرتال‌ها نیز روزی در سیبری زندگی می‌کردند
کلاوری گفته است که ویروس‌های انسان‌های نخستین می‌توانند مجدد احیا شوند: نئاندرتال‌ها و انسان‌تبار دنیسووا هر دو در سیبری زندگی می‌کرده و از انواع بیماری‌های ویروسی رنج می‌بردند. بنابراین این امکان وجود دارد که ما مبتلا به ویروس‌های نئاندرتال‌ها شویم! وی از سال ۲۰۱۴ بر روی این مسئله تحقیق کرده که آیا ساختار ویروس‌های یافت شده می‌تواند انسان‌ها را آلوده کند. پاسخ مثبت بود.
آن‌ها موفق شدند ساختارهای DNA مربوط به ویروس تب‌خال را بیابند اما خبری از ویروس آبله نبود. البته بدیهی است که آن‌ها هیچ تلاشی برای احیای بیماری‌زاها نداشتند.
امروزه اما متوجه شده‌ایم که پاتوژن‌های جدا شده از انسان‌ها می‌توانند در مکان‌هایی جز یخ و خاک منجمد نیز ظاهر شوند.
غار بلور – غاری است مرتبط با معدن نایکا واقع در نایکا در ایالت چیواوا در مکزیک
محققان ناسا در فوریه سال ۲۰۱۷ اعلام کردند که میکروب‌هایی با قدمت بین ۱۰ هزار تا ۵۰ هزار سال را در درون یک غار مکزیکی یافته‌اند. صدها هزاران سال برای تشکیل این بلورها زمان نیاز است.
باکتری داخل یک بلور گیر افتاده بود اما به محض آزادی، فورا شروع به تکثیر کرد. آن میکروب‌ها به لحاظ ژنتیکی منحصر به فرد بوده و حتی می‌توان آن را گونه‌ای جدید نامید. حتی میکروب‌های قدیمی‌تر از آن‌ها نیز در غار لچوگیلای نیومکزیکو یافت شده است؛ جالب اینجا است که آن میکروب ۴ میلیون سال پیش از صحنه زمین ناپدید شده بودند.
ترکیبات سلنیت در غار لچوگیلا
نور آفتاب هرگز به داخل این غار نتابیده و حدودا ۱۰۰۰۰ سال طول می‌کشد تا آب از سطح به داخل غار نفوذ کند. با این وجود، باکتری یافت شده در برابر ۱۸ نوع آنتی‌بیوتیک از خود مقاومت نشان داده است. محققان در پژوهشی در دسامبر ۲۰۱۶ دریافتند که این باکتری (با نام علمی Paenibacillus sp. LC231) در برابر ۷۰ درصد آنتی بیوتیک‌ها مقاوم بوده و می‌تواند بسیاری از آن‌ها را غیرفعال کند.
این باکتری ذاتا به انسان ضرری نمی‌رساند اما دانشمندان نسبت به وجود انواع خطرناک مشابه هشدار داده‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که آنتی بیوتیک‌ها از میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال پیش وجود داشته‌اند.
دلیلش این است که بسیاری از انواع قارچ و باکتری به طور طبیعی برای تصاحب جایگاه بهتر نسبت به رقبای خود، آنتی بیوتیک تولید می‌کنند. فلمینگ نیز نخستین بار از همین روش توانست پنی سیلین را کشف کند.
در غارها که غذا کمتر یافت می‌شود، موجودات باید برای بقا بسیار بی‌رحمانه عمل کنند. به همین دلیل، باکتری‌ها برای گرفتن دست بالا نسبت به رقبایشان، مقاومت خود در برابر آنتی بیوتیک‌ها را بیشتر می‌کردند. بنابراین، تجهیز به آنتی بیوتیک طبیعی آنقدر میان باکتری‌ها رایج است که اکثر باکتری‌های احیا شده از زیر یخ‌ها از آن برخوردارند.
خاک منجمد (Permafrost) در فلات تبت
حال سوال اینجا است که تا چه اندازه باید نگران این مسئله باشیم؟
استدلال نخست این است که ریسک ناشی از بیماری‌زاهای پرمافراستی ذاتا قابل اندازه‌گیری نیست؛ پس بنابراین نباید آشکارا درباره آن نگران بود. در عوض، ما باید بیشتر نگران تهدید‌های جدی‌تر تغییرات اقلیمی باشیم. مثلا همزمان با گرم‌تر شدن زمین، کشورهای شمالی بیشتر مساعد حمله بیماری‌های موجود در کشورهای جنوبی نظیر مالاریا، وبا و تب دِنگی می‌شوند زیرا این پاتوژن‌ها در دماهای بالاتر زندگی می‌کنند.
نگاه دیگر این است: به دلیل آنکه ریسک موجود قابل اندازه‌گیری نیست، نباید آن را نادیده گرفت. کلاوری می‌گوید: «به لطف پژوهش‌های انجام شده توسط ما و دیگران، دیگر به احتمال احیای میکروب‌های بیماری‌زا و آلوده شدن انسان بها داده می‌شود… اینکه چقدر احتمال دارد را نمی‌دانیم، اما می‌دانیم که محتمل است. اگر یک پاتوژن یا بیماری‌زا برای مدت‌های طولانی با انسان‌ها در ارتباط نبوده باشد، پس می‌توان گفت که دستگاه ایمنی ما آماده آن ویروس‌ها نخواهد بود. بنابراین بله؛ می‌تواند خطرناک باشد.»
