Les températures plus chaudes dans l'Arctique font fondre le pergélisol de la région - une couche de sol gelée sous la terre - et ravivent potentiellement des virus qui étaient en sommeil depuis des dizaines de milliers d'années.
Alors qu'une pandémie causée par une maladie d'un passé lointain semble être la prémisse d'un film de science-fiction, les scientifiques préviennent que les risques, tout juste mineurs, sont sous-estimés. Pendant le dégel, des déchets chimiques et radioactifs de la guerre froide peuvent être libérés, ce qui peut nuire aux espèces et perturber les écosystèmes.
"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 à Pasadena, Californie.
Le pergélisol couvre un cinquième de l'hémisphère nord et soutient depuis longtemps la toundra arctique et les forêts boréales de l'Alaska, du Canada et de la Russie. Il agit comme une capsule temporelle, préservant les restes momifiés de plusieurs créatures éteintes que les scientifiques ont pu découvrir et analyser ces dernières années, dont deux lionceaux des cavernes et un rhinocéros laineux.
Le pergélisol est un milieu de stockage approprié non seulement parce qu'il est froid ; c'est aussi un environnement sans oxygène où la lumière ne pénètre pas. Cependant, les températures actuelles de l'Arctique se réchauffent jusqu'à quatre fois plus vite que le reste de la terre, minant la couche supérieure de pergélisol de la région.
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 terre prélevés sur le pergélisol sibérien pour voir si les particules virales qui y sont contenues sont toujours infectieuses. Il cherche des « virus zombies », comme il les appelle, et il en a trouvé.
Le chasseur de virus
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 visibles sous un microscope optique ordinaire, plutôt qu'un microscope électronique plus puissant - ce qui en fait un bon modèle pour cela. 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, ont fait revivre une fleur sauvage à partir d'un tissu de graines vieux de 30,000 XNUMX ans trouvé dans un terrier d'écureuil. (Depuis lors, les scientifiques ont également réussi à ramener à la vie d'anciens animaux microscopiques.)
En 2014, il a réussi à faire revivre un virus que lui et son équipe ont isolé du pergélisol, le rendant infectieux pour la première fois en 30,000 XNUMX ans en l'insérant dans des cellules cultivées. Pour des raisons de sécurité, il avait choisi 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, isolant un type de virus différent qui ciblait également les amibes. Et dans ses dernières recherches, publiées le 18 février dans la revue Viruses, Claverie et son équipe ont isolé plusieurs souches de virus anciens à partir de plusieurs échantillons de pergélisol prélevés à sept endroits différents à travers la Sibérie et ont montré qu'elles pouvaient chacune infecter des cellules d'amibe en culture.
Ces dernières souches représentent cinq nouvelles familles de virus, en plus des deux qu'il avait ressuscitées précédemment. Le plus ancien avait près de 48,500 16 ans, d'après la datation au radiocarbone du sol, et provenait d'un échantillon de terre prélevé dans un lac souterrain à 52 mètres (27,000 pieds) sous la surface. Les échantillons les plus jeunes, trouvés dans le contenu de l'estomac et le pelage des restes d'un mammouth laineux, avaient XNUMX XNUMX 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 ne considèrent ses recherches comme une curiosité scientifique et ne perçoivent pas la perspective de voir d'anciens virus revenir à la vie comme une grave menace pour la santé publique.
"Nous considérons ces virus infectant les amibes comme des substituts de tous les autres virus possibles qui pourraient se trouver dans le pergélisol", a déclaré Claverie à CNN.
"Nous voyons les traces de beaucoup, beaucoup, beaucoup d'autres 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 les autres virus ne soient pas encore vivants et capables d'infecter leurs propres hôtes.
Antécédent d'infection humaine
Des traces de virus et de bactéries pouvant infecter les humains ont été retrouvées conservées dans le pergélisol.
Un échantillon de poumon du corps d'une femme exhumé en 1997 du pergélisol dans un village de la péninsule de Seward en Alaska contenait du matériel génomique de la souche grippale responsable de la pandémie de 1918. En 2012, des scientifiques ont confirmé que les restes momifiés vieux de 300 ans d'une femme enterrée en Sibérie contenaient les signatures génétiques du virus qui cause la variole.
Une épidémie d'anthrax en Sibérie qui a touché des dizaines d'humains et plus de 2,000 2016 rennes entre juillet et août XNUMX a également été liée au dégel plus profond du pergélisol pendant des étés exceptionnellement chauds, permettant à d'anciennes spores de Bacillus anthracis de refaire surface à partir d'anciens cimetières ou carcasses 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 une approche alarmiste.
"Vous devez vous rappeler que notre défense immunitaire a été développée en contact étroit avec un 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 chez l'homme et animaux dans les régions du nord.
"S'il y a un virus caché dans le pergélisol avec lequel nous n'avons pas été en contact depuis des milliers d'années, c'est peut-être que notre défense immunitaire n'est pas suffisante", a-t-elle déclaré. "Il est correct d'avoir du respect pour 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 pourraient 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 bénins ou même bénéfiques pour leurs hôtes. Et bien qu'il abrite 3.6 millions de personnes, l'Arctique est toujours un endroit peu peuplé, ce qui rend très faible le risque d'exposition humaine à d'anciens virus.
Pourtant, "le risque est appelé à augmenter dans le contexte du réchauffement climatique", a déclaré Claverie, "dans lequel la fonte du pergélisol continuera de s'accélérer et de plus en plus de personnes peupleront l'Arctique à la suite d'entreprises industrielles".
Et Claverie n'est pas la seule à avertir que la région pourrait devenir un terrain fertile pour un événement de débordement - lorsqu'un virus saute dans un nouvel hôte et commence à se propager.
L'année dernière, une équipe de scientifiques a publié des recherches 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 à des endroits proches de l'endroit où de grandes quantités d'eau de fonte glaciaire se sont déversées dans le lac – un scénario qui devient plus probable à mesure que le climat se réchauffe.
Conséquences inconnues
L'identification des virus et autres dangers contenus dans le réchauffement du pergélisol est la première étape pour comprendre le risque qu'ils représentent 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 d'à peine quelques centimètres par décennie, mais il se produit également plus rapidement, comme dans le cas d'affaissements massifs de terres qui peuvent soudainement exposer des couches profondes et anciennes de pergélisol. Le 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 éventail de dangers potentiels actuellement gelés dans le pergélisol arctique dans un article de 2021 publié dans la revue scientifique Nature Climate Change.
Ces dangers possibles 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 l'avènement des essais nucléaires dans les années 1950.
"Un dégel brusque expose rapidement les anciens horizons du pergélisol, libérant des composés et des micro-organismes séquestrés dans des couches plus profondes", ont noté Miner et d'autres chercheurs dans l'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 improbable".
Cependant, Miner a déclaré qu'elle s'inquiétait de ce qu'elle a appelé les "micro-organismes Mathusalem" (du nom de la figure biblique avec la plus longue durée de vie). Ce sont des organismes qui pourraient apporter la dynamique d'écosystèmes anciens et disparus dans l'Arctique actuel, avec des conséquences inconnues.
La réémergence d'anciens micro-organismes a le potentiel de modifier la composition du sol et la croissance végétative, accélérant peut-être davantage 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 l'un d'entre nous veut mener."
Le meilleur plan d'action, a déclaré Miner, est d'essayer d'arrêter le dégel et la crise climatique plus large, et de garder ces dangers ensevelis dans le pergélisol pour de bon.
