Er zijn oeroude, nooit eerder ontdekte virussen gevonden in een gletsjer

En door de opwarming van de aarde kunnen die uit het ijs ontsnappen en in het milieu terechtkomen.
17 januari 2020, 12:38pm
Glacier
Afbeelding: Getty Images 

15.000 jaar geleden bevroor er wat water op het Tibetaans Plateau. Dat bevroren water werd onderdeel van een gletsjer. En terwijl mensen nog druk bezig waren om honden tot huisdier te maken, slokte het ijs miljoenen microscopische organismen per vierkante centimeter op. Veel van die kleine beestjes stierven, en hun genoom – het enige bewijs dat ze er ooit waren – verging langzaam. Maar toen boorden wetenschappers uit de Verenigde Staten en China in 2015 vijftig meter diep in de gletsjer, om te zien wat ze konden vinden.

Het is nu vijf jaar later. De wetenschappers hebben in het gletsjerijs eindelijk bewijs gevonden van oeroude virussen, waaronder 28 virale groepen die nieuw zijn voor de wetenschap. Het onderzoeksartikel met details over de ontdekking verscheen vorige week online.

Oude microben, zoals die in het gletsjerijs, geven wetenschappers inzicht in de evolutie- en klimaatgeschiedenis van de aarde. Nu het klimaat van onze planeet verandert, kunnen we op basis van deze bevroren gegevens voorspellingen doen over welke micro-organismen zullen overleven en hoe het milieu er uiteindelijk uit zal komen te zien.

“Gletsjerijs biedt onderdak aan diverse microben, maar de bijbehorende virussen en hun impact op de ijsmicroben zijn nog nooit onderzocht,” zeggen de wetenschappers in hun artikel. De groep wetenschappers wilden nog geen vragen beantwoorden over het artikel, omdat het nog niet door vakgenoten is beoordeeld. “Het is een opwindend nieuw onderzoeksgebied voor ons,” schreef medeauteur Lonnie Thompson in een e-mail.

Virussen in ijsmonsters, die ook wel bekendstaan als ijskernen, worden vooral nauwelijks onderzocht omdat ze zo klein zijn, zegt Scott O. Rogers, hoogleraar aan Bowling Green State University in de Amerikaanse staat Ohio en auteur van het boek Defrosting Ancient Microbes: Emerging Genomes in a Warmer World.

“Hun biomassa is zo laag dat alles waarmee het buiten het ijs in aanraking komt, een hogere concentratie heeft dan alles wat aan de binnenkant van de ijskern zit,” zegt Rogers. “Dit soort ontsmettingsproblemen zijn uiterst belangrijk; anders krijg je alleen maar troep.”

Volgens de onderzoekers worden er nog geen speciale procedures gebruikt om besmetting te voorkomen bij het boren, behandelen en transporteren van de ijskernen. Een belangrijk onderdeel van het onderzoek was daarom ook het ontwikkelen en testen van een driestappenproces om zulke oppervlakteverontreinigingen tegen te gaan. De onderzoekers gebruikten in een ruimte van -5 graden Celsius een lintzaag om een halve centimeter van de omtrek van het cilindervormige ijsgedeelte weg te halen. Daarna wasten ze het ijs twee keer: eerst met ethanol en daarna met water.

Ze testten hun proces door de oppervlakte van de steriele ijskernen te bedekken met bacteriën, virussen en genetisch materiaal. In alle gevallen werden die verontreinigingen succesvol weggehaald met hun proces.

De onderzoekers pasten het proces toe op twee ijskernen van het Tibetaanse Plateau. Daarna gebruikten ze microbiologische technieken om de resterende genetische informatie te registreren die in het gletsjerijs was achtergebleven. Zo vonden ze genetische informatie van 33 verschillende virusgroepen, waarvan 28 volledig nieuw waren.

Het is niet verwonderlijk dat tientallen van deze virussen nog niet eerder zijn ontdekt, zegt Chantal Abergel, een viroloog aan het Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek in Frankrijk.

“We hebben nog lang geen monsters van de volledige diversiteit aan virussen op aarde,” zegt ze.

Maar de effecten van door de mens veroorzaakte klimaatverandering maken het misschien voor wetenschappers wel onmogelijk om veel van de oude virussen te ontdekken die in gletsjerijs zijn opgeslagen. Volgens het onderzoek krimpen gletsjers van over de hele wereld door de opwarming van de aarde, waardoor microben en virussen vrijkomen die al tientallen tot honderdduizenden jaren opgesloten zitten.

“Dat kan op zijn minst leiden tot het verlies van microbiële en virale archieven die diagnostisch en informatief kunnen zijn over de vroegere klimaatsystemen op aarde,” zeggen de onderzoekers. “En in het ergste geval komen de ziekteverwekkers door dit smeltende ijs in het milieu terecht.”

Dat scenario werd in 2016 werkelijkheid, toen een uitbraak van miltvuur in Siberië meer dan 2000 rendieren doodde en 96 mensen in het ziekenhuis deed belanden. Miltvuursporen kunnen jarenlang in leven blijven, en de uitbraak werd vermoedelijk veroorzaakt toen door de smeltende permafrost een hertenkarkas bloot kwam te liggen. Het karkas lag al tientallen jaren onder het ijs en was geïnfecteerd met de bacterie.

Bevroren virussen kunnen vergelijkbare problemen veroorzaken: Abergel en haar man leidden een onderzoeksteam dat een 30.000 jaar oud gigantisch virus uit de permafrost nieuw leven inblies. Daarmee toonden ze aan het nog steeds zijn doel – een eencellige amoebe – kon infecteren. Ze zegt dat de reactivering van oude virussen wel een bron van zorgen is, maar dat mensen niet overdreven paranoïde moeten worden, omdat virussen “altijd overal aanwezig zijn” en veel van hen een ernstiger risico vormen voor bacteriën dan voor mensen.

Rogers heeft een ernstiger oordeel. In een hoofdstuk van Defrosting Ancient Microbes omschreven hij en zijn medeauteur de ziekteverwekkers en gevaren rondom onderzoek naar gletsjerijs.

“De gevaren die in het ijs liggen zijn reëel,” schreven ze. “En aangezien de smelt van ijs wereldwijd toeneemt, nemen ook de risico’s die verbonden zijn aan het vrijkomen van pathogene microben toe.”

Dit artikel verscheen oorspronkelijk bij VICE US.