Virus dans le pergélisol : les scientifiques font revivre le virus « zombie » qui a passé 48 500 ans congelé

Abonnez-vous à la newsletter scientifique Wonder Theory de CNN. Explorez l’univers avec des nouvelles sur les découvertes fascinantes, les avancées scientifiques et plus encore.

CNN
—

Les températures plus élevées dans l’Arctique fondent région de pergélisol — couche gelée de sol souterrain — et des virus potentiellement passionnants qui pourraient menacer la santé animale et humaine après avoir été en sommeil pendant des dizaines de milliers d’années.

Alors qu’une pandémie déclenchée par une maladie d’un passé lointain ressemble à quelque chose d’un film de science-fiction, les scientifiques avertissent que les risques, bien que faibles, sont sous-estimés. Les déchets chimiques et radioactifs de la guerre froide, qui ont le potentiel de nuire à la faune et de perturber les écosystèmes, peuvent également être rejetés pendant la fonte.

“Il se passe beaucoup de choses avec le pergélisol qui sont préoccupantes, et (cela) montre vraiment pourquoi il est super important que nous gardions autant de pergélisol gelé que possible”, a déclaré Kimberley Miner, climatologue au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. au California Institute of Technology de Pasadena, en Californie.

Le pergélisol couvre un cinquième de l’hémisphère nord et, pendant des millénaires, forme la base de la toundra arctique et des forêts boréales de l’Alaska, du Canada et de la Russie. Il sert comme une sorte de capsule temporelle, stockant – en plus d’anciens virus – les restes momifiés d’un certain nombre d’organismes éteints. animaux que les scientifiques ont réussi à découvrir et à étudier ces dernières années, y compris deux lions des cavernes oursons et rhinocéros laineux.

La raison pour laquelle le pergélisol est un bon milieu de stockage n’est pas seulement parce qu’il fait froid; c’est un environnement sans oxygène dans lequel la lumière ne peut pas pénétrer. Mais les températures actuelles de l’Arctique se réchauffent jusqu’à quatre fois plus rapide que le reste de la planètece qui fragilise la couche supérieure du pergélisol de la région.

Pour mieux comprendre les risques posés par les virus congelés, Jean-Michel Claverie, professeur émérite de médecine et de génomique à la Faculté de médecine de l’Université d’Aix-Marseille à Marseille, en France, a testé des échantillons de sol prélevés sur le pergélisol sibérien pour voir s’il y avait des particules virales. qu’ils contiennent sont encore contagieux. Il cherche ce qu’il décrit comme des “virus zombies” – et il en a trouvé.

Claverie étudie un type particulier de virus qu’il a découvert pour la première fois en 2003. Connus sous le nom de virus géants, ils sont beaucoup plus gros que la variété typique et sont visibles sous un microscope optique ordinaire, plutôt qu’un microscope électronique plus puissant – ce qui en fait un bon modèle dans ce but. type de travail de laboratoire.

Ses efforts pour détecter les virus congelés dans le pergélisol ont été en partie inspirés par une équipe de scientifiques russes qui, en 2012 a fait revivre une fleur sauvage à partir de tissus de graines vieux de 30 000 ans trouvé dans un trou d’écureuil. (Depuis lors, les scientifiques ont également apporté avec succès d’anciens animaux microscopiques reviennent à la vie.)

En 2014, il réussit raviver le virus que lui et son équipe ont isolé du pergélisol, infectieux pour la première fois en 30 000 ans en s’insérant dans des cellules cultivées. Pour être sûr, il a décidé d’étudier un virus qui ne pouvait cibler que les amibes unicellulaires, pas les animaux ou les humains.

Il a répété l’exploit en 2015, isoler un autre type de virus qui portait également sur les amibes. Et dans ses dernières recherches publié le 18 février dans la revue VirusesClaverie et son équipe ont isolé plusieurs souches de l’ancien virus à partir de plusieurs échantillons de pergélisol prélevés à sept endroits différents à travers la Sibérie et ont montré que chacune pouvait infecter des cellules d’amibe en culture.

Ces dernières souches représentent cinq nouvelles familles de virus, en plus des deux qu’il avait précédemment ressuscitées. Le plus ancien avait près de 48 500 ans, d’après la datation au radiocarbone du sol, et provenait d’un échantillon de sol prélevé dans un lac souterrain à 16 mètres (52 pieds) sous la surface. Les échantillons les plus jeunes trouvés dans le contenu de l’estomac et la fourrure des restes de mammouth laineux avaient 27 000 ans.

Le fait que les virus infectant les amibes soient toujours infectieux après si longtemps indique un problème potentiellement plus important, a déclaré Claverie. Il craint que les gens considèrent ses recherches comme une curiosité scientifique et ne voient pas la perspective d’anciens virus revenant à la vie comme une menace sérieuse pour la santé publique.

“Nous considérons ces virus infectant les amibes comme des mandataires de tous les autres virus possibles qui pourraient se trouver dans le pergélisol”, a déclaré Claverie à CNN.

“Nous voyons des traces de beaucoup, beaucoup, beaucoup plus de virus”, a-t-il ajouté. « Nous savons donc qu’ils sont là. Nous ne savons pas avec certitude s’ils sont encore en vie. Mais notre raisonnement est que si les virus amibes sont toujours vivants, il n’y a aucune raison pour que d’autres virus ne soient pas encore vivants et capables d’infecter leurs propres hôtes. »

Des traces de virus et de bactéries pouvant infecter les humains ont été retrouvées conservées dans le pergélisol.

ET échantillon de poumon d’un corps féminin exhumé en 1997 du pergélisoldans un village de la péninsule de Seward en Alaska contenait du matériel génomique de la souche de grippe responsable de la pandémie de 1918. En 2012, des scientifiques ont confirmé les restes momifiés vieux de 300 ans d’une femme enterrée en Sibérie. ils contenaient les traits génétiques du virus qui cause la variole.

Épidémie d’anthrax en Sibérie il a touché des dizaines de personnes et plus de 2 000 rennes entre juillet et août 2016 est également liée à une fonte plus profonde du permafrost lors des années exceptionnellement chaudes, permet aux vieilles spores de Bacillus anthracis de réapparaître provenant d’anciens cimetières ou de cadavres d’animaux.

Birgitta Evengård, professeur émérite au département de microbiologie clinique de l’Université d’Umea en Suède, a déclaré qu’il devrait y avoir une meilleure surveillance du risque posé par des agents pathogènes potentiels lors de la décongélation du pergélisol, mais a mis en garde contre l’alarmisme.

“Vous devez réaliser que nos défenses immunitaires se sont développées en contact étroit avec l’environnement microbiologique”, a déclaré Evengård, qui fait partie du centre d’excellence nordique CLINF, un groupe qui étudie les effets du changement climatique sur la prévalence des maladies infectieuses dans humains et humains. animaux des régions septentrionales.

“S’il y a un virus caché dans le pergélisol avec lequel nous n’avons pas été en contact depuis des milliers d’années, il est possible que nos défenses immunitaires ne soient pas suffisantes”, a-t-elle déclaré. “Il est juste d’être respectueux de la situation et d’être proactif et pas seulement réactif. Et la façon de combattre la peur est d’avoir des connaissances.

Bien sûr, dans le monde réel, les scientifiques ne savent pas combien de temps ces virus peuvent rester infectieux une fois exposés aux conditions actuelles, ni quelle est la probabilité que le virus rencontre un hôte approprié. Tous les virus ne sont pas des agents pathogènes susceptibles de provoquer des maladies. certains sont inoffensifs ou même bénéfiques pour leurs hôtes. Et bien que l’Arctique abrite 3,6 millions de personnes, c’est toujours un endroit peu peuplé, de sorte que le risque que les humains soient exposés à d’anciens virus est très faible.

Pourtant, “le risque augmentera naturellement dans le contexte du réchauffement climatique”, a déclaré Claverie, “dans lequel la fonte du pergélisol continuera de s’accélérer et l’Arctique sera peuplé de plus de personnes grâce aux entreprises industrielles”.

Et Claverie n’est pas la seule à avertir que la région pourrait devenir un terrain fertile pour les débordements – lorsque le virus sautera vers un nouvel hôte et commencera à se propager.

L’année dernière, une équipe de scientifiques recherche publiéeh sur des échantillons de sol et de sédiments lacustres prélevés dans le lac Hazen, un lac d’eau douce au Canada situé dans le cercle polaire arctique. Ils ont séquencé le matériel génétique dans les sédiments pour identifier les signatures virales et les génomes d’hôtes potentiels – plantes et animaux – dans la région.

À l’aide d’une analyse de modèle informatique, ils ont suggéré que le risque de propagation de virus vers de nouveaux hôtes était plus élevé dans des endroits proches d’endroits où de grandes quantités d’eau de fonte glaciaire se déversaient dans le lac – un scénario qui devient plus probable à mesure que le climat se réchauffe.

Identifier les virus et autres risques inhérents au réchauffement du pergélisol est la première étape pour comprendre le risque qu’ils posent pour l’Arctique, a déclaré Miner du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. D’autres défis consistent à quantifier où, quand, à quelle vitesse et à quelle profondeur le pergélisol dégèlera.

Le dégel peut être un processus graduel de quelques centimètres par décennie, mais il se produit également plus rapidement, comme dans les glissements de terrain massifs qui peuvent soudainement exposer des couches profondes et anciennes de pergélisol. Ce processus libère également du méthane et du dioxyde de carbone dans l’atmosphère – un moteur négligé et sous-estimé du changement climatique.

Miner a répertorié un certain nombre de dangers potentiels actuellement gelés dans le pergélisol arctique en 2021 article publié dans la revue scientifique Nature Climate Change.

Ces dangers potentiels comprenaient les déchets enfouis provenant de l’extraction de métaux lourds et de produits chimiques tels que le pesticide DDT, qui a été interdit au début des années 2000. Des matières radioactives ont également été déversées dans l’Arctique – par la Russie et les États-Unis – depuis le début des essais nucléaires dans les années 1950.

“Le dégel soudain expose rapidement les anciens horizons du pergélisol et libère des composés et des micro-organismes séquestrés dans des couches plus profondes”, ont noté Miner et d’autres chercheurs dans un article de 2021..

Dans le document de recherche, Miner a qualifié l’infection directe des humains par d’anciens agents pathogènes libérés du pergélisol de “actuellement peu probable”.

Cependant, Miner a déclaré qu’elle s’inquiétait de ce qu’elle appelle les “micro-organismes Mathusalem” (du nom du personnage biblique ayant vécu le plus longtemps). Ce sont des organismes qui, avec des conséquences inconnues, pourraient amener la dynamique d’écosystèmes anciens et disparus dans l’Arctique d’aujourd’hui.

La redécouverte d’anciens micro-organismes a le potentiel de modifier la composition du sol et la croissance végétative, ce qui peut encore accélérer les effets du changement climatique, a déclaré Miner.

“Nous ne savons vraiment pas comment ces microbes vont interagir avec l’environnement moderne”, a-t-elle déclaré. « Ce n’est pas vraiment une expérience que je pense que chacun d’entre nous veut mener.

Le meilleur plan d’action, a déclaré Miner, est d’essayer d’arrêter la fonte et la crise climatique plus large et de garder ces dangers enfouis pour toujours dans le pergélisol.