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Die steigenden Temperaturen in der Arktis lassen den Permafrost schmelzen und könnten Viren "erwecken", die seit Zehntausenden von Jahren im Ruhezustand waren.
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| Aus einer Permafrostprobe wurde ein uraltes Virus isoliert. |
Viren können auch nach 30.000 Jahren noch infektiös werden.
Beim Auftauen des Permafrosts können auch chemische und radioaktive Abfälle aus der Zeit des Kalten Krieges freigesetzt werden, die potenziell das Leben von Pflanzen und Tieren in der Natur gefährden und Ökosysteme stören. Kimberley Miner, Klimaforscherin am California Institute of Technology der NASA, wo sie Strahltriebwerke untersucht, betonte: „Viele der Phänomene, die in dieser Permafrostschicht auftreten, sind besorgniserregend, und das zeigt, warum wir so viel Permafrost wie möglich erhalten müssen.“
Permafrost, der ein Fünftel der Nordhalbkugel bedeckt, hat die arktische Tundra und die nördlichen Wälder Alaskas, Kanadas und Russlands über Jahrtausende hinweg geschützt. Permafrost ist ein hervorragendes Speichermedium, nicht nur aufgrund seiner Kälte, sondern auch, weil er eine sauerstofffreie Umgebung bietet, in die kein Licht eindringen kann. Die Temperaturen in der Arktis steigen jedoch heute viermal schneller als im Rest der Erde, wodurch die oberste Permafrostschicht der Region geschwächt wird.
Um die Risiken gefrorener Viren besser zu verstehen, untersuchte Jean-Michel Claverie, emeritierter Professor für Medizin und Genetik an der Universität Aix-Marseille in Marseille, Frankreich, Bodenproben aus dem Permafrost Sibiriens (Russland). Er wollte herausfinden, ob darin enthaltene Viren noch infektiös waren. Der Wissenschaftler erklärte, er suche nach „Zombie-Viren“ und habe mehrere Arten gefunden. Claverie untersuchte ein spezielles Virus, das er 2003 entdeckt hatte: ein sogenanntes Riesenvirus. Diese Viren sind deutlich größer als gewöhnliche Viren und können mit einem Mikroskop bei normalem Licht, nicht aber mit einem Elektronenmikroskop, sichtbar gemacht werden. 2014 reaktivierte Professor Claverie ein 30.000 Jahre altes Virus, das er und seine Kollegen aus dem Permafrost isoliert hatten. Sie machten es infektiös, indem sie es in Zellkulturen injizierten. Aus Sicherheitsgründen wählte er einen Virustyp, der nur einzellige Amöben, nicht aber Tiere oder Menschen infizieren konnte.
Claverie wiederholte diesen Erfolg 2015, als er ein weiteres Virus isolierte, das ebenfalls ausschließlich Amöben infiziert. In der neuesten Studie, die am 18. Februar in der Fachzeitschrift „Viruses“ veröffentlicht wurde, isolierten Claverie und seine Kollegen mehrere uralte Virusstämme aus Permafrostproben von sieben verschiedenen Standorten in Sibirien und wiesen nach, dass diese kultivierte Amöbenzellen infizieren können. Diese neuen Stämme repräsentieren fünf neue Virusfamilien, zusätzlich zu den beiden Familien, die er bereits zuvor reaktiviert hatte. Die älteste Probe ist, basierend auf der Radiokohlenstoffdatierung des Bodens, fast 48.500 Jahre alt.
Potenzielle Bedrohung
Claverie argumentiert, dass das Virus, das Amöben nach einer langen „Überwinterungsphase“ infiziert, ein Anzeichen für ein tieferliegendes Problem ist. Er befürchtet, dass seine Forschung als bloße wissenschaftliche Kuriosität abgetan und die Möglichkeit des Wiederauflebens uralter Viren als ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit nicht erkannt wird. Professorin emeritus Birgitta Evengard vom Institut für Klinische Mikrobiologie der Universität Umeå (Schweden) hält eine bessere Überwachung der Risiken durch potenzielle Krankheitserreger in auftauenden Permafrostschichten für notwendig, sieht aber keinen Grund zur Panik. Obwohl die Arktis 3,6 Millionen Einwohner zählt, ist sie nach wie vor dünn besiedelt, weshalb das Risiko einer Infektion des Menschen mit uralten Viren sehr gering ist. Dieses Risiko wird jedoch im Zuge der globalen Erwärmung steigen.
Im Jahr 2022 veröffentlichte eine Gruppe von Wissenschaftlern Forschungsergebnisse zu Boden- und Seesedimentproben aus dem Hazen-See, einem Süßwassersee in der kanadischen Arktis. Sie sequenzierten Gene im genetischen Material der Sedimente, um Spuren von Viren sowie die Genome potenzieller Wirtspflanzen und -tiere in der Region zu identifizieren. Mithilfe einer Computermodellierung kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass das Risiko einer Virusausbreitung auf neue Wirte in Gebieten mit starkem Schmelzwasserzufluss in den See höher ist – ein Szenario, das im Kontext des Klimawandels wahrscheinlicher wird.
Laut Miner könnte das Wiederauftreten uralter Mikroorganismen, die die Bodenbeschaffenheit und das Pflanzenwachstum beeinflussen können, die Auswirkungen des Klimawandels beschleunigen. Daher argumentiert Miner, dass der beste Ansatz darin bestünde, das Abschmelzen des Eises und die Klimakrise aufzuhalten, um diese Gefahren so für immer im Permafrost zu begraben.
Die Wissenschaftlerin Kimberley Miner argumentiert, dass es derzeit unwahrscheinlich sei, dass Menschen sich direkt mit uralten Krankheitserregern infizieren, die aus dem Permafrost freigesetzt werden. Miner ist jedoch besorgt über Mikroorganismen, die sie Methusalem nennt (benannt nach der biblischen Figur mit der längsten Lebensspanne). Diese Mikroorganismen könnten die Dynamik urzeitlicher Ökosysteme (eine Reihe kontinuierlicher Veränderungen in der Umwelt und ihren biologischen Komponenten) in die heutige Arktis einbringen – mit unvorhergesehenen Folgen.
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