Kuzey Yarımküre'nin beşte birini kaplayan permafrost, yani yerin altındaki donmuş tabaka, binlerce yıldır Kuzey Kutbu tundrasını ve Alaska, Kanada ve Rusya'nın kuzey ormanlarının temelini oluşturuyor. Aynı zamanda bir tür 'zaman kapsülü' işlevi gören bölge, iki mağara aslanı yavrusu ve bir yünlü gergedan da dahil olmak üzere bir dizi soyu tükenmiş hayvanın mumyalanmış kalıntılarını koruyor.
Permafrostun iyi bir saklama ortamı olmasının nedeni sadece soğuk olması değil; aynı zamanda ışığın nüfuz etmediği oksijensiz bir ortam olması. Ancak günümüz Arktik sıcaklıkları, gezegenin geri kalanından dört kat daha hızlı ısınıyor ve bölgedeki en üst permafrost tabakasını zayıflatıyor.
Fransa, Marsilya'daki Aix-Marseille Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde fahri tıp ve genom bilimi profesörü olan Jean-Michel Claverie de bu tabakada donup kalan virüslerin oluşturduğu riskleri daha iyi anlamak için Sibirya permafrostundan alınan toprak örneklerini test etti. Claverie'nin bulguları arasında 'zombi virüs' denen bazı numuneler de vardı.
'Dev virüsler' olarak bilinen bu virüsler, tipik türlerinden çok daha büyük ve daha güçlü bir elektron mikroskobu yerine normal bir ışık mikroskobu altında görülebiliyor.
Donmuş toprakta donmuş virüsleri tespit etme çabaları, 2012'de bir sincap yuvasında bulunan 30 bin yıllık bir tohum dokusundan bir kır çiçeğini canlandıran Rus bilim adamlarından oluşan bir ekipten ilham aldı. O zamandan beri, bilim insanları antik mikroskobik hayvanları da hayata döndürdü. Claverie ve ekibi de 2014 yılında, kendisinin ve ekibinin permafrosttan izole ettiği bir virüsü yeniden canlandırmayı başardı ve onu kültürlenmiş hücrelere yerleştirerek 30 bin yıl sonra ilk kez bulaşıcı hale getirdi.
Ekip, güvenlik için, hayvanları veya insanları değil, yalnızca tek hücreli amipleri hedef alabilen bir virüsü incelemeyi seçmişti.
Aynı şekilde 2015 yılında amipleri de hedef alan farklı bir virüs türü izole edilerek bu başarı tekrarlandı.
Claverie ve ekibi, son olarak 18 Şubat'ta Viruses dergisinde yayınlanan son araştırmasına göre Sibirya'nın yedi farklı yerinden alınan çok sayıda permafrost örneğinden birkaç eski virüs suşunu izole etti ve her birinin kültürlenmiş amip hücrelerini enfekte edebildiğini gösterdi.
Bu son türler, daha önce canlandırdığı iki aileye ek olarak beş yeni virüs ailesini temsil ediyor.
Radyokarbon tarihlemesine göre en eskisi neredeyse 48 bin 500 yaşında ve yüzeyin 16 metre (52 fit) altındaki bir yeraltı gölünden alınan bir toprak örneğinden geliyor. Yünlü bir mamutun mide içeriği ve postunda bulunan en genç örneklerin ise 27 bin yaşında olduğu tespit edildi.
Amipleri enfekte eden virüslerin bu kadar uzun süre sonra hala bulaşıcı olmasının potansiyel olarak daha büyük bir sorunun göstergesi olduğunu söyleyen Claverie, insanların eski virüslerin hayata dönme olasılığını ciddi bir halk sağlığı tehdidi olarak algılamamasından korkuyor.
CNN'e yaptığı açıklamaya göre Claverie, "Bu amiplere bulaşan virüsleri, donmuş toprakta olabilecek diğer tüm olası virüslerin vekilleri olarak görüyoruz. Pek çok başka virüsün izlerini görüyoruz. Yani orada olduklarını biliyoruz. Hala hayatta olduklarından emin değiliz. Ancak bizim mantığımız şu: Eğer amip virüsleri hala yaşıyorsa, diğer virüslerin de hayatta olmaması ve kendi konakçılarına bulaşabilmeleri için hiçbir neden yok" ifadelerini kullandı.
İnsanları enfekte edebilen virüs ve bakteri izleri, donmuş toprakta korunmuş olarak bulunuyor. 1997'de Alaska'nın Seward Yarımadası'ndaki bir köyde permafrosttan çıkarılan bir kadın vücudundan alınan akciğer örneği, 1918 salgınından sorumlu grip suşundan genomik materyal içeriyordu.
Bilim insanları, 2012'de Sibirya'da gömülü bir kadının mumyalanmış 300 yıllık kalıntılarının çiçek hastalığına neden olan virüsün genetik imzalarını içerdiğini doğruladı. Sibirya'da Temmuz ve Ağustos 2016 arasında düzinelerce insanı ve 2 binden fazla ren geyiğini etkileyen bir şarbon salgını da, olağanüstü sıcak yazlar sırasında permafrostun daha derin erimesiyle ilişkilendirilmişti.
İsveç'teki Umea Üniversitesi Klinik Mikrobiyoloji Bölümü fahri profesörü, İklim değişikliğinin insanlarda bulaşıcı hastalıkların yaygınlığı üzerindeki etkilerini araştıran bir grup olan CLINF Nordic Center of Excellence'ın bir parçası olan Birgitta Evengård, permafrostun çözülmesinde potansiyel patojenlerin oluşturduğu riskin daha iyi izlenmesi gerektiğini söyledi:
"Bağışıklık savunmamızın mikrobiyolojik çevre ile yakın temas halinde geliştirildiğini hatırlamalısınız. Permafrostta binlerce yıldır temas etmediğimiz bir virüs varsa, bağışıklık savunmamız yeterli olmayabilir. Duruma saygı duymak ve sadece reaktif değil, proaktif olmak doğrudur. Ve korkuyla savaşmanın yolu bilgi sahibi olmaktır."
Elbette bilim insanları, bu virüslerin günümüz koşullarına maruz kaldıklarında ne kadar süre bulaşıcı kalabileceklerini veya virüsün uygun bir konakçıyla karşılaşma olasılığının ne kadar olacağını bilmiyorlar. Tüm virüsler hastalığa neden olabilen patojenler değildir; bazıları iyi huyludur ve hatta ev sahiplerine faydalıdır. Ve 3.6 milyon kişiye ev sahipliği yapmasına rağmen Kuzey Kutbu hala seyrek nüfuslu bir yer ve bu da insanların antik virüslere maruz kalma riskini çok düşük seviyede tutuyor.
Yine de Claverie, "Permafrost erimesinin hızlanmaya devam edeceği ve endüstriyel girişimlerin ardından Kuzey Kutbu'nu daha fazla insanın dolduracağı küresel ısınma bağlamında riskin artması kaçınılmaz" açıklamasında bulundu. Claverie, bir virüs yeni bir konakçıya atlayıp yayılmaya başladığında, bölgenin bir yayılma olayı için verimli bir zemin haline gelebileceği konusunda uyarıda bulunan tek kişi değil.
Geçen yıl, Kanada'da Kuzey Kutup dairesi içinde yer alan bir tatlı su gölü olan Hazen Gölü'nden alınan toprak ve göl tortusu örnekleri üzerine bir araştırma yayınlayan bilim insanları, bir bilgisayar modeli analizi kullanarak, büyük miktarlarda eriyen buzul suyunun göle aktığı yerlere yakın yerlerde, virüslerin yeni konakçılara yayılma riskinin daha yüksek olduğunu öne sürdü. Bu, iklim ısındıkça daha olası hale gelen bir senaryo.
NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan Miner, ısınan permafrostta bulunan virüsleri ve diğer tehlikeleri tanımlamanın, bunların Kuzey Kutbu'na ne tür bir risk oluşturduğunu anlamanın ilk adımı olduğunu söyledi. Öte yandan, diğer zorluklar arasında permafrostun nerede, ne zaman, ne kadar hızlı ve ne kadar derin çözüleceğini ölçmek yer alıyor. Çözülme, her on yılda bir santimetre gibi kademeli bir şekilde, ya da aniden derin ve eski permafrost katmanlarını açığa çıkaracak büyük kara çökmeleri şeklinde gerçekleşebilir. Aynı zamanda atmosfere salınan metan ve karbondioksit, iklim değişikliğinin gözden kaçan ve hafife alınan diğer bir itici gücü.
Miner, Nature Climate Change bilimsel dergisinde yayınlanan 2021 tarihli bir makalede, şu anda Kuzey Kutbu permafrostunda donmuş bir dizi potansiyel tehlikeyi sıraladı. Bu olası tehlikeler, 2000'lerin başında yasaklanan böcek ilacı DDT gibi ağır metallerin ve kimyasallardan kaynaklanan gömülü atıkları içeriyordu.
Miner ve diğer araştırmacılar, 2021 tarihli makalelerinde "Ani çözülme, eski permafrost ufuklarını hızla açığa çıkararak daha derin katmanlarda tutulan bileşikleri ve mikroorganizmaları açığa çıkarır" dedi.
Araştırma makalesinde Miner, permafrosttan salınan eski patojenlerle insanların doğrudan enfeksiyonunu 'şu anda olasılık dışı' olarak nitelendirdi. Öte yandan Miner, "Methuselah mikroorganizmaları" (İncil'deki en uzun ömürlü ismin adı) hakkında endişelendiğini söyledi.
Öte yandan Miner, eski mikroorganizmaların yeniden ortaya çıkmasının toprak bileşimini ve bitkisel büyümeyi değiştirme potansiyeline sahip olduğunu ve muhtemelen iklim değişikliğinin etkilerini daha da hızlandırdığını söyledi.:
"Bu mikropların modern çevre ile nasıl etkileşime gireceği konusunda gerçekten net değiliz. Aslında hiçbirimizin yapmak isteyeceğini düşündüğüm bir deney değil."
Miner, en iyi hareket tarzının, çözülmeyi ve daha geniş iklim krizini durdurmaya çalışmak ve bu tehlikeleri kalıcı olarak donmuş toprakta tutmak olduğunu söyledi.