Την ύπαρξη 1.705 αρχαίων ιών που προσαρμόστηκαν στις κλιματικές αλλαγές των τελευταίων 41.000 ετών ανακάλυψαν στον παγετώνα Γκούλια του Θιβέτ ερευνητές από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο.
Ομάδα μικροβιολόγων και παλαιοκλιματολόγων που βρέθηκε σε υψόμετρο 6.200 μέτρων απομόνωσε τους ιούς και στη συνέχεια μελέτησε το γονιδίωμά τους. Τα αποτελέσματα της μελέτης τους δημοσιεύθηκαν πριν από λίγες ημέρες στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Geoscience».
Οπως εξηγεί ο μεταδιδακτορικός ερευνητής του πανεπιστημίου που ειδικεύεται στη Μικροβιακή Οικολογία και επικεφαλής της μελέτης Ζι-Πινγκ Ζονγκ, στόχος της έρευνας ήταν η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι ιοί ανταποκρίνονται και εξελίσσονται στις κλιματικές αλλαγές. «Οι πυρήνες πάγου (μεγάλα κυλινδρικά κομμάτια) μας παρέχουν ένα εξαιρετικό μέσο για να διερευνήσουμε κάτι τέτοιο.
Στην έρευνά μας μελετήσαμε γενετικό υλικό ιών από πυρήνα πάγου που ανασύραμε έπειτα από διάτρηση του παγετώνα Γκούλια. Το υλικό αυτό αντιστοιχεί σε εννέα διαφορετικές χρονικές περιόδους που καλύπτουν τρεις μεγάλους κύκλους παλαιοκλίματος και εναλλάσσονται μεταξύ ψυχρών και θερμών εποχών. Αυτό μάς έδωσε την ευκαιρία να μελετήσουμε πώς άλλαζαν χαρακτηριστικά οι κοινότητες ιών ως απάντηση σε διαφορετικές κλιματικές συνθήκες.
Η γνώση αυτή είναι εξαιρετικά πολύτιμη καθώς, μεταξύ άλλων, μας δίνει τη δυνατότητα να κατανοήσουμε την προσαρμογή των ιών σήμερα στο πλαίσιο της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής που βιώνουμε» εξηγεί στο ΒΗΜΑ-Science o Ζονγκ.
Αγνωστοι βακτηριοφάγοι
Οπως διαπιστώθηκε κατά την ανάλυση του γονιδιώματος των 1.705 ειδών ιών που βρέθηκαν και οι οποίοι είναι 50 φορές περισσότεροι από τους αρχαίους ιούς που έχουν βρεθεί μέχρι σήμερα σε παγετώνες, στη συντριπτική πλειονότητά τους ήταν άγνωστοι στους επιστήμονες.
«Με βάση τις γενετικές τους ομοιότητες βρήκαμε ότι το 97% των αρχαίων ιών που εντοπίσαμε στον παγετώνα Γκούλια δεν μπορούσαν να ταξινομηθούν σε ένα γνωστό γένος. Η έρευνα αποκάλυψε έναν υψηλό βαθμό ποικιλότητας μεταξύ των αρχαίων ιών που διατηρούνται στους παγετώνες, οι οποίοι στην πλειονότητά τους δεν έχουν μελετηθεί».
Οι ιοί που απομονώθηκαν και μελετήθηκαν ανήκουν στην κατηγορία των βακτηριοφάγων που μολύνουν βακτήρια και όχι φυτά, ζώα ή ανθρώπους. Αυτό σημαίνει πως δεν μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα υγείας σε ευκαριωτικούς οργανισμούς.
«Διαπιστώσαμε ότι οι κοινότητες ιών διέφεραν σημαντικά μεταξύ των ψυχρών και θερμών περιόδων πιθανότατα λόγω της διαφορετικής τους προέλευσης και των καιρικών συνθηκών που τις ευνοούσαν. Επίσης αντλήσαμε πολύτιμες πληροφορίες για την αλληλεπίδρασή τους με άλλους οργανισμούς (ξενιστές).
Μελετήσαμε πώς οι ιοί επηρεάζουν το οικοσύστημα σε μεγάλες χρονικές περιόδους και αυτό το πετύχαμε μελετώντας την επίδρασή τους στα βακτήρια που συνυπήρχαν την ίδια περίοδο. Η έρευνά μας έδειξε πως οι αλλαγές των ιικών κοινοτήτων σε διάφορες κλιματικές περιόδους επηρεάζουν σημαντικά την οικολογία των βακτηριακών κοινοτήτων.
Παραδείγματος χάρη, οι ιοί συνέβαλλαν στην ανθεκτικότητα κάποιων βακτηρίων σε κλιματικές αλλαγές και στην απώλεια κάποιων άλλων» επισημαίνει ο Ζονγκ.
Το λιώσιμο των πάγων απειλεί την έρευνα
Σκοπός της ομάδας του Οχάιο είναι να εντοπίσει και να μελετήσει ακόμα πιο αρχαίους ιούς, μια και οι παγετώνες στο Θιβέτ περιέχουν τον παλαιότερο πάγο εκτός των πολικών περιοχών. Ο παγετώνας Πούρογκ Κένγκρι που καλύπτει 379 τετραγωνικά χιλιόμετρα και βρίσκεται στο κέντρο του Θιβέτ προσφέρει αυτή τη δυνατότητα.
Για τον λόγο αυτόν χρησιμοποιούν ραντάρ διείσδυσης εδάφους (γεωραντάρ) προκειμένου να χαρτογραφήσουν το πάχος του συγκεκριμένου παγετώνα και να βρουν τα βαθύτερα σημεία απ’ όπου θα μπορούσαν να ανακτήσουν νέους πυρήνες πάγου.
«Εάν βρούμε ιδανικές τοποθεσίες διάτρησης, σχεδιάζουμε να επιστρέψουμε το επόμενο έτος για να ανακτήσουμε βαθύτερους και παλαιότερους πυρήνες πάγου. Θέλουμε ακόμη να καταγράψουμε τις φυσικές και κλιματικές αλλαγές που σημειώθηκαν σε αυτό το απομακρυσμένο μέρος του πλανήτη από τότε που κάναμε την τελευταία έρευνά μας εδώ, το 2000» αναφέρει ο Τόμσον, τονίζοντας πως το λιώσιμο των πάγων εξαιτίας της κλιματικής κρίσης απειλεί την έρευνά τους.
«Οι παγετώνες αποτελούν πολύτιμο αρχείο παλαιοπληροφορίας σχετικά με τις κλιματικές αλλαγές και τα μικροβιακά οικοσυστήματα. Κάνουμε αγώνα δρόμου προκειμένου να εξασφαλίσουμε πυρήνες πάγου από παγετώνες που λιώνουν με ανησυχητικά γρήγορους ρυθμούς, απειλώντας την εξαφάνιση πολύτιμων πληροφοριών που έχουν «παγιδευτεί» εντός τους.
Πρόκειται για μια προσπάθεια να σώσουμε και να προστατέψουμε πληροφορίες που φυλάσσονται χιλιάδες χρόνια στους παγετώνες που πλέον δεν είναι μόνιμοι. Σκεφθείτε πως τρεις από τους πυρήνες πάγου που έχουμε στη συλλογή μας προέρχονται από παγετώνες που δεν υπάρχουν πια» καταλήγει ο Τόμσον.
41.000 έτη ιστορίας στους πάγους
Το μήκος του πυρήνα πάγου απ’ όπου και προήλθε το γενετικό υλικό ήταν 309,7 μέτρα. Αυτό αντιστοιχεί σε 41.000 έτη ιστορίας του πλανήτη που καλύπτουν δύο μεγάλες εποχές. Πρόκειται για την Τελευταία Εποχή των Παγετώνων που τελείωσε πριν από 11.600 έτη (είχε αρχίσει πριν από 115.000 έτη) και την εποχή της Ολόκαινου που είναι αυτή που διανύουμε τώρα και άρχισε στο τέλος της προηγούμενης.
«Ο πυρήνας τεμαχίστηκε προσεκτικά σε κομμάτια του ενός μέτρου, τα οποία καταψύχθηκαν προκειμένου να μεταφερθούν στο εργαστήριό μας. Δείγματα ελήφθησαν από εννέα σημεία του πυρήνα πάγου που αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους, τις οποίες μάς ενδιέφερε να ερευνήσουμε.
Με τις μεθόδους της μεταγονιδιωματικής και της βιοπληροφορικής ανάλυσης μελετήθηκε το σύνολο του γενετικού υλικού από τα δείγματα που ελήφθησαν και στη συνέχεια έγινε ανασύνθεση και ταξινόμηση των ιών που βρέθηκαν.
Αυτές οι τεχνικές μάς επιτρέπουν να ανακατασκευάσουμε τα δεδομένα που συνθέτουν την ιστορία του κλίματος και της ζωής στη Γη και να κατανοήσουμε τη βιοποικιλότητα και την οικολογία των ιών σε διάφορα περιβάλλοντα» σημειώνει ο Λόνι Τόμσον, μέλος της ερευνητικής ομάδας, παλαιοκλιματολόγος και καθηγητής Επιστημών της Γης στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο.
