حدود 10درصد سطح زمین با یخ و برف پوشیده شده‌است. صفحه‌های یخی بزرگ جنوبگان و گرینلند 7/15 میلیون کیلومتر مربع وسعت دارند. علاوه‌بر صدها هزار یخچال طبیعی، یخ‌های شناور عظیمی نیز در دریاها وجود دارند. همچنین فقط در نیمکره شمالی 23 میلیون کیلومتر مربع پرمافراست وجود دارد؛ یعنی خاکی که حداقل دو سال متوالی در دمای زیر صفر درجه سانتی‌گراد باشد. خاک منجمد عمدتا در سیبری، فلات تبت و نواحی دوردست آمریکای شمالی یافت می‌شود اما تغییر اقلیم در حال آب کردن همه این یخ‌هاست. انتشار گازهای گلخانه‌ای تاکنون دمای سیاره ما را 1/1 درجه سانتی‌گراد بالا برده‌است. مقدار گرمایش در شمالگان حداقل دو برابر و احتمالا سه یا چهار برابر این مقدار است. یخ‌های دریایی شمالگان در حال کوچک‌شدن هستند، یخچال‌های طبیعی مدام پسروی و عقب‌نشینی می‌کنند و لبه‌های صفحات یخی جنوبگان و گرینلند فرو می‌ریزند. با ذوب خاک منجمد، برف و یخ، هرچه در آنها پنهان شده‌باشد بیرون خواهدآمد، از جمله میکروب‌ها!
سال 1398/2019 این میکروب‌ها و خطر انتشارشان در یکی از کارگاه‌های آکادمی‌های ملی علوم، مهندسی و پزشکی آمریکا مورد بررسی قرار گرفت. آن زمان هنوز عالمگیری (پاندمی) کووید-19 آغاز نشده‌بود. اکنون که جهان بیش از دو سال است درگیر شیوع این بیماری است، تصور بروز همه‌گیری‌های بعدی بیش از پیش نگران‌کننده و ناگوار است. پژوهشگران و چهره‌های شناخته‌شده پیوسته درباره خطر انتشار ویروس‌هایی که قابلیت ایجاد عالمگیری را دارند، هشدار داده و می‌دهند؛ از جمله بیل گیتس که از پیش از ظهور کووید-19 از وجود چنین خطری سخن گفته‌بود و اواخر بهمن امسال نیز در مصاحبه‌ای بر امکان بروز دنیاگیری دیگری بر اثر ویروسی غیر از کرونا در آینده تاکید کرد. آیا ممکن است عالمگیری بعدی را میکروب‌های مدفون در یخ با همدستی گرمایش جهانی رقم بزنند؟
برای پاسخ دادن به این سوال ابتدا لازم است بدانیم چه میکروب‌هایی در خاک منجمد و یخ‌ها وجود دارد. یکی از نخستین تلاش‌ها برای فهمیدن این مسأله کمی بیش از یک قرن پیش صورت گرفت. آن زمان پزشک ارشد یک گروه اکتشافی در جنوبگان موفق به کشت باکتری‌، قارچ‌ و پروتوزوآ (نوعی جاندار تک‌یاخته) از یخ‌های آن منطقه شد. حتی در حفاری یخ تا عمق دو متری نیز حیات پیدا می‌شد. این میکروب‌ها که با باد به جنوبگان منتقل می‌شوند همراه دانه‌های برف روی زمین می‌نشینند و با رسیدن به سطح یخی دوران جدیدی از حیات خود را آغاز می‌کنند.
 سلول‌های یخی
از آن زمان کشف موجودات میکروبی در یخ‌های جنوبگان مشخص شده‌است که برف و یخ می‌تواند حاوی جوامعی زیستی از حیات میکروبی باشد. برای مثال در سال 1392/2013 گروهی از پژوهشگران به حفاری در دریاچه ویلانز پرداختند که 800 متر زیر سطح صفحه یخی غرب جنوبگان قرار دارد. بررسی‌های آنها زیست‌بوم‌هایی از باکتری‌ها و میکروب‌های دیگر را نشان داد که با وجود سرما و تاریکی در کنار هم زندگی می‌کردند. البته این موضوع چندان هم عجیب نیست چون این دریاچه با این‌که محیطی با شرایط نامساعد است، از آب مایع تشکیل شده‌است. در محدوده چند درجه‌ای صفر سانتی‌گراد، میکروب‌های زیادی امکان بقا دارند.
اما در عمق صفحات یخی، یعنی در لایه‌هایی که هزاران سال قدمت دارند و دمایشان زیر صفر است، حیات کمیاب‌تر است. مثلا گروهی از پژوهشگران در نمونه‌ای از یخ (مغزه یخی) به جست‌وجوی میکروب‌ پرداختند که از ناحیه ویژه‌ای در صفحه یخی غرب جنوبگان به دست آمده و شامل یخی است که طی بیش از 68 هزار سال جمع شده‌است. آنها به دنبال میکروب‌هایی از نوع پروکاریوت‌ها بودند (جانداران تک‌سلولی که باکتری‌ها از آن جمله‌اند). بررسی‌های انجام شده نشان می‌داد میکروب‌های لایه‌های قدیمی‌تر که به مدت 25 یا 30هزار سال در یخ بودند به شدت آسیب دیده‌‌اند. کم بودن میکروب‌ها و سالم نبودنشان باعث دلگرمی است. البته این‌طور نیست هیچ میکروبی سالم نماند. محققان در پژوهشی در سال 1386/2007 موفق به کشت باکتری‌‌ از نمونه‌ای از‌ یخ جنوبگان شدند که هشت میلیون سال قدمت داشت. خوشبختانه باکتری‌هایی که دوام آورده‌بودند از انواع بیماری‌زا برای انسان نبودند. باکتری‌هایی که انسان‌ها را مبتلا می‌کنند با زندگی در دمای بدن انسان سازگار شده‌اند بنابراین احتمال آن خیلی کم است که مدت طولانی در دمای زیر صفر دوام بیاورند.
همین مسأله درمورد قارچ‌ها نیز صادق است. حدود 300 نوع قارچ شناخته شده که برای انسان‌ها بیماری‌زا هستند. قارچ‌ها در یخ هم یافت شده‌اند؛ از گرینلند و جزایر سوالبار نروژ در نیمکره شمالی تا جنوبگان. همچنین در یخ نیمه‌مذابی که با پسروی یخچال‌ها برجای می‌ماند. از یخ جنوبگان قارچ‌هایی به دست آمده که می‌تواند در آزمایشگاه رشد داده شود. اما مقدار این قارچ‌ها کم است و گونه‌هایی نیستند که برای ما خطرناک باشند.
همین وضعیت در یخچال‌های طبیعی نیز دیده می‌شود، با این‌که اغلب نسبت به صفحات یخی جوان‌ترند و دمای بالاتری دارند. یخچال‌ها پاک‌ترین نواحی سیاره ما هستند و گروه‌های تحقیقاتی معمولا آب آشامیدنی خود را از ذوب کردن آنها تامین می‌کنند.
 ویروس‌هایی در فریزر
تا اینجا به نظر می‌رسد لازم نیست چندان نگران بیرون‌زدن عوامل بیماری‌زایی مثل باکتری‌ها و قارچ‌ها از صفحات یخی و یخچال‌ها باشیم. اما ویروس‌ها چطور؟
محققان در سال 1378/1999 ویروسی را در یخچال طبیعی 140 هزار ساله‌ای در گرینلند شناسایی کردند که گوجه فرنگی و گیاهان دیگر را آلوده می‌کند. پنج سال بعد این فرضیه مطرح شد که یخ ممکن است به صورت ذخیره‌گاهی برای ویروس‌های بیماری‌زا عمل کند؛ از جمله آنفلوانزا نوع A، ویروس‌های کالیسی که باعث گاستروانتریت (التهاب معده و روده) می‌شوند و برخی انتروویروس‌ها (گروهی که شامل ویروس پولیو یا فلج اطفال می‌شود). شواهد زیادی برای پشتیبانی از این فرضیه وجود نداشته‌است و پژوهش‌های دیگر این‌قدر نگران‌کننده نیستند. اگرچه در بررسی آب بسیار شور شمالگان ویروس‌های فراوانی پیدا شده‌است، بیشتر آنها در آلوده کردن باکتری‌ها تخصص دارند، نه انسان‌ها. به همین ترتیب سال گذشته گروهی از پژوهشگران انواع ویروس‌ها را در مغزه‌های یخی تبت پیدا کردند، یعنی جایی که یخ تا 15هزار سال قدمت دارد اما بیشتر این ویروس‌ها باکتری‌ها را آلوده می‌کنند.
بررسی‌های انجام شده روی ویروس‌های موجود در یخ بسیار کمتر از باکتری‌ها بوده‌است اما می‌دانیم که باد آنها را به آن مناطق می‌آورد. همچنین می‌دانیم ویروس‌ها فقط زمانی سرایت‌پذیر هستند که به تعداد زیاد موجود باشند. این نکات سبب آسودگی خاطرند. ممکن است ویروس‌های بیماری‌زایی با جابه‌جایی هوا به آن محل رسیده‌باشد اما انتظار نمی‌رود تعدادشان در حدی باشد که خطرساز شوند.
البته مشکل دیگری نیز وجود دارد. میکروب‌هایی که از یخچال‌ها و صفحات یخی آزاد می‌شوند وارد رودخانه‌ها می‌شوند و در میان تجمع رسوبات و ماده آلی در دریاچه‌ها و برخی محیط‌های آبی پایین‌دستی مدفون خواهند شد. پژوهشگران نشان داده‌اند آب ناشی از ذوب صفحه یخی گرینلند، میکروب‌ها را با خود تا فاصله‌های دور می‌برد و آنها ممکن است در سکونتگاه جدید خود فعال باقی بمانند. بسیاری از این میکروب‌ها نادرند و بنابراین به خوبی بررسی نشده‌اند. به‌همین دلیل پیش‌بینی این‌که چطور رفتار خواهندکرد دشوار است. دانشمندان تصوری از تغییرات بوم‌شناختی (اکولوژیک) که ممکن است در این وضعیت رخ بدهد یا پیامدهای آن ندارند.
منبع: New Scientist



سرماخوردگی نئاندرتال‌ها
آیا ممکن است ذوب خاک منجمد و یخ، ما را در معرض میکروب‌هایی قرار دهد که خویشاوندان اکنون منقرض‌شده انسان‌ها را مبتلا می‌کرده‌اند؟ خارق‌العاده به نظر می‌رسد اما‌ غیرممکن نیست. نئاندرتال‌ها و انسان‌تبارهای دنیسووا خویشاوندان نزدیک ما بودند و ممکن است برخی از همان عوامل بیماری‌زای میکروسکوپی، انسان‌های مدرن اولیه را هم مبتلا کرده‌باشند؛ مثلا سرماخوردگی و تبخال.
مقدار کمی باکتری یا ویروس در یخ در حال ذوب نمی‌تواند خطر چشمگیری ایجاد کند. خطر واقعی در صورتی ایجاد می‌شود که پیکری که به‌خوبی حفظ شده با ذوب خاک منجمد از آن بیرون بیاید و مواد آلوده و بیماری‌زای فراوانی از آن پراکنده شود. چنین چیزی بعید به نظر می‌رسد. اگرچه دنیسوایی‌ها در سیبری و تبت زندگی می‌کرده‌اند، بقایای آنها بسیار کمیاب است و تا به امروز بهترین نمونه‌ این بقایا چیزی بیش از یک استخوان آرواره نبوده‌است. بقایای فراوانی از نئاندرتال‌ها موجود است اما عمدتا منشا آنها جایی دور از خاک‌های منجمد بوده‌است. به‌علاوه تاکنون اجسادی که گوشت آنها حفظ شده‌باشد به دست نیامده‌است.
با این حال نمی‌توان این احتمال را منتفی دانست. سال 1395/2016 یک توله گرگ مومیایی شده در خاک منجمد در حال ذوب در کانادا پیدا شد که 57 هزار سال قدمت داشت. تصور می‌شود نئاندرتال‌ها تا حدود 40 هزار سال پیش و دنیسووایی‌ها تا حدود 50 هزار سال پیش می‌زیسته‌اند. بنابراین احتمال دارد پیکر یخ‌زده یک انسان‌تبار جایی وجود داشته و در انتظار بیرون آمدن از خاک منجمد باشد.



میکروب‌های منجمد زیرخاکی
شاید اکنون در این فکر باشید چرا آکادمی‌های ملی آمریکا نگران بروز بیماری بر اثر ذوب یخ‌ها بوده‌اند. نکته اینجاست که یخ نسبتا بی‌خطر است اما خاک منجمد این‌طور نیست. ماده آلی مانند خاک، محیط بسیار مساعدتری برای میزبانی از میکروب‌های بیماری‌زاست. همه‌گیری سال 1395/2016 سیاه‌زخم در روسیه فقط یک نمونه از آن است. ژنوم کامل ویروس آنفلوآنزای اسپانیایی سال 1297/1918 از بقایای انسانی که از زمین‌های یخ‌زده در آلاسکا بیرون آورده شده به دست آمده‌است. در دهه اخیر یک ویروس که خویشاوند ویروس ایجادکننده آبله است، در مومیایی 300 سال‌های یافت شده‌است. همچنین فضولات یخ‌زده نوعی گوزن شمالی (کاریبو) با 700 سال قدمت پیدا شده که حاوی ردپای ژنتیک دو ویروس است، البته نه ویروس‌هایی که ما را مبتلا کند.
نوعی از میکروب‌ها که به ویروس‌های غول‌پیکر مشهورند هم در سال 1393/2014 در خاک منجمد سیبری پیدا شده‌اند. این پیتوویروس‌ها با بیشتر ویروس‌های شناخته شده متفاوت بودند، از این نظر که بسیار بزرگ‌تر بودند و ژنوم‌هایی پیچیده‌تر داشتند. آنها به‌مدت 34 هزار سال در یخ بدون تغییر باقی مانده‌بودند. این ویروس‌های غول‌پیکر خطری برای انسان ندارند و پروتوزوآ را مبتلا می‌کنند. گروهی که این کشف را صورت داده روی ماده ژنتیک جوامع میکروبی در خاک منجمد نیز بررسی‌هایی را انجام داده‌است و ژن‌های ویروس‌های عادی را یافته که برخی از آنها اصلا مطلوب نیستند مثل پاکس‌ویروس‌ها و ویروس تب خوکی آفریقایی. البته پژوهشگران آنها را به حیات بازنمی‌گردانند؛ زیرا چنین کاری خطرناک و غیرعاقلانه بوده و ممکن است باعث همه‌گیری شود اما خطر واقعی آن است که ویروس‌های خطرناک تصادفا از خاک منجمد بگریزند.
امروزه گاهی بخش‌هایی از مناطق یخ‌زده شمالی تحت حفاری قرار می‌گیرند؛ مثلا در سیبری معادن زغال‌سنگ روباز گاهی نزدیک به مناطق مسکونی و خانه‌ها حفاری می‌شوند. در این کار لایه‌هایی از خاک منجمد برداشته می‌شود که ممکن است صدهاهزار سال قدمت داشته‌باشد. مشخص نیست دقیقا در این لایه‌ها چه چیزی نهفته‌است. این کار در فضای باز انجام می‌شود، نه در آزمایشگاهی با ایمنی زیستی و بنابراین می‌تواند خطرآفرین باشد.
در کارگاه سال 1398/2019 آکادمی‌های ملی آمریکا چنین نتیجه‌گیری شد که باید شمالگان بیشتر پایش شود تا هرگونه همه‌گیری را در سریع‌ترین زمان ممکن شناسایی و با آن مقابله کنیم. چالش این کار راه‌اندازی سامانه‌های لازم در نواحی دورافتاده‌است؛ جایی که مردم محلی گاهی با پزشکی مدرن میانه خوبی ندارند و به آن به دیده تردید نگاه می‌کنند.
خطر بروز بیماری در اثر ذوب خاک‌های منجمد واقعی است اما به نظر نمی‌رسد باور عمومی پژوهشگران این باشد که ذوب آنها قرار است باعث عالمگیری شود. از سوی دیگر قطعا برای ساکنان عرض‌های جغرافیایی بالا در نیمکره‌شمالی خطرهایی وجود دارد. مردمی که در شمالگان و مناطقی مثل سیبری زندگی می‌کنند علاوه‌بر این‌که این سال‌ها نظاره‌گر ذوب‌شدن یخ‌ها و دگرگونی محیط پیرامون‌شان بوده‌اند، ممکن است با خطر بیماری‌های مرگبار نیز روبه‌رو باشند. اگر اقدامی در این زمینه صورت نگیرد، ممکن است در آینده رویداد ناگواری مثل همه‌گیری سال 1395/2016 سیاه‌زخم بارها تکرار شود.