Bilim
Tibet buzulunda 1.700'den fazla donmuş virüs bulundu
Himalayalar'da 20.000 fitin üzerinde, yaklar tek ulaşım seçeneklerinizden biridir. Bütün bir buzul çekirdeğini dondurucu kamyonuna taşımanıza yardımcı olmak için düzinelerce tüylü hayvan gerekir; her biri sırtında yaklaşık 40 fit uzunluğunda uzun süre donmuş buz parçaları taşır. Ohio Eyalet Üniversitesi'nde paleoiklimbilimci ve buzulbilimci olan ve buz çekirdeklerini delmek ve almak için bu tür birkaç keşif gezisine çıkan Lonnie Thompson, “Bütün bir yak sürüsüne sahip olmalıyız” diyor. Popular Science'a verdiği demeçte “Yaklar kediler gibidir, ne yapılması gerektiğine dair kendi fikirleri vardır” diyor. Ancak onları (Tibetli bir Whistler'ın yardımıyla) yola getirebilirseniz, eski ekolojik tarihten bir kesit elde etmiş olursunuz.
İçinde daha önce hiç belgelenmemiş bir şeyi ortaya çıkarabilirsiniz - örneğin, 41.000 yıl öncesine kadar uzanan 1.705 virüs türünün korunmuş genomlarını. Nature Geoscience dergisinde 26 Ağustos'ta yayınlanan bir çalışma tam da bunu sunuyor ve analiz ediyor. Thompson ve disiplinler arası ortak araştırmacılardan oluşan bir ekip, Tibet Platosu'ndaki Guliya Buzulu'ndan toplanan bir buz çekirdeğinden, daha önce buzullardan elde ettiğimizden yaklaşık 50 kat daha fazla viral bilgi keşfetti ve katalogladı. Bulgular, Dünya'nın iklim geçmişine açılan bir pencere niteliğinde ve doğru ilerlediğimiz mikrobiyal geleceği daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. “Virüsler dünyayı şekillendiriyor
Çoğu zaman donmuş virüslerle ilgili manşetler gördüğünüzde, bu, donmuş topraktan yeniden canlanan patojenlerin insan riski ile ilgilidir; 2016'da toprağın çözülmesinin Sibirya'da bir şarbon salgınına yol açtığı düşünüldüğünde olduğu gibi. Neyse ki Guliya çekirdeğinden elde edilen 1.705 genomun tamamı prokaryot virüslere ait; bunlar insanları, hayvanları ve hatta bitkileri değil, bakterileri ve arkeleri enfekte ediyor.
Yine de bu eski mikroplar bir zamanlar yerel çevrelerinde kritik bir rol oynamış, seçilim baskısı ve viral aracılı gen transferi gibi süreçlerle çeşitliliği ve evrimi aşağıdan yukarıya doğru belirlemişlerdir, diyor Thompson ile birlikte çalışmanın eş kıdemli yazarı ve OSU'da mikrobiyolog olan Matthew Sullivan. Sullivan, virüslerin bir ekosistemin ekolojik metabolizmasını bile şekillendirebileceğini (yani çevreden hangi bileşiklerin alındığını ve hangilerinin yan ürün olarak ve ne oranda üretildiğini) ekliyor. Araştırmacılar, “Bu buzul arşivleri arasında, donmadan önce geçmişte potansiyel olarak önemli ekolojik roller oynayan virüsler de var” diye yazıyor.
Sullivan, “Bu tür veriler, Dünya'nın daha önce neye benzediği hakkında sorular sormak için çok temeldir” diyor. “Bu 1.700 genomun toplanması, başka yerlerde buzul çalışmaları yapan bilim insanlarına, tabiri caizse, bu diğer buz donduruculardaki hikayelerin kilidini açmaları için güç veriyor.” Günümüzde, uzun süre korunmuş viral materyal, iklim değişikliklerinin mikrobiyal toplulukları belirlediğini ve yönlendirdiğini gösteriyor.
İklim virüsleri şekillendiriyor
Bilim insanları, 310 metre (~1,016 fit) uzunluğundaki buz çekirdeğinin her biri farklı bir zaman dilimini ve iklimsel dönemi temsil eden dokuz bölümünden çıkarabildikleri tüm DNA'ları çıkardılar. En genç örnek 160 yıl öncesine, en yaşlı örnek ise 41.000 yıl öncesine aitti. Her bir örnekten tüm DNA'yı toplu olarak alan araştırmacılar, ortaya çıkan genetik çorbadan mümkün olduğunca çok sayıda virüs türünü seçmek için metagenomik analiz adı verilen bir süreç kullandılar. Viral topluluğun, buz çekirdeğindeki her derinlik ve zamanda yakalanan iklim koşullarına bağlı olarak önemli ölçüde farklı göründüğünü buldular. Sullivan şöyle açıklıyor: “Daha soğuk iklimler ile daha sıcak iklimler altında var olan virüslerde belirgin değişimler gördük.”
Gezegenimizin geçmişindeki soğuk dönemlerde Guliya Buzulu viral topluluğu, aynı olmasa da benzer bir yapıya geri dönme eğilimindeydi. Buna karşılık, her sıcak dönem tamamen farklı bir virüs türü topluluğuna sahipti. En çeşitli ve kendine özgü mikrop karışımı yaklaşık 11.500 yıl önce, Son Buzul Evresi'nden istikrarlı ve ılıman Holosen'e büyük geçiş sırasında ortaya çıkmıştır. Sullivan, bu zaman diliminin “diğer tüm örneklerle en az miktarda virüs paylaştığını” söylüyor. Sullivan, “Bu ilginç çünkü bu 41.000 yıllık zaman diliminde büyük bir andı” diyor. Thompson, bu zaman aralığının “iklimdeki en dramatik değişiklik” olduğunu ekliyor ve bunun viral topluluğa yansıdığını görmek, iklim ve mikropların ne kadar yakından bağlantılı olduğunu ve iklimin mikroskobik bakterileri enfekte eden mikroskobik virüslerden diğer her şeye kadar bir ekosistemin gidişatını ne kadar temelden etkileyebileceğini gösteriyor.
Eriyen bir müze
Ek analizler, virüslerin birçoğunun muhtemel konakçılarını ve virüslerin bu konakçıların işlevlerini ve metabolik düzenlerini nasıl değiştirmiş olabileceğini ortaya çıkardı. Son olarak, bilim insanları örneklerini bilinen viral kayıtlarla karşılaştırdı ve mikropların biyocoğrafik kökenlerini değerlendirdi. Buz çekirdeğinden toplanan tanımlanmış virüslerin çoğunun (yüzde 70'inden fazlası) Guliya Buzulu'na özgü olduğunu ve Dünya'nın başka hiçbir yerinde bulunmadığını tespit ettiler. Toplam virüslerin sadece yüzde 12'si Asya dışından da biliniyor ve yüzde birinden daha azı buzul dışı ortamlarda belgelenmiş durumda.
Yeni araştırma, tek bir buzuldan alınan tek bir buz çekirdeği olmasına rağmen, bugüne kadar elde ettiğimiz türünün en kapsamlı örneği. Bu tür mikrobiyal analizlerin henüz çok başındayız. Ancak Sullivan, daha fazla araştırma ve daha fazla buz çekirdeği ile antik donmuş virüslerin daha iyi anlaşılmasının kendi geleceğimizi daha iyi tahmin etmemize yardımcı olabileceğini söylüyor. “Antroposen çağında büyük bir deney yapıyoruz” diye açıklıyor. “Bu buz imzaları bize farklı iklim senaryoları altında on binlerce yıl önce [mikrobiyal] toplulukların neye benzediğine dair küçük bir tat veriyor.”
Yakında iklimbilimciler bu bilgileri değerlendirme ve tahminlerine dahil edebilirler. “Bir sulak alan ya da orman bir karbondioksit yutağı mı yoksa kaynağı mıdır?” gibi cevaplanması zor görünen basit sorular, virüsler, bakteriyel metabolizma ve iklim arasındaki bağlantının anlaşılmasıyla açıklığa kavuşturulabilir, diye ekliyor. “Bunun gibi bir genomik kaynağa sahip olmak, modelleme yeteneklerimizi bilgilendirmek için çok önemli.” Tabii eğer verileri yok olmadan önce toplamayı başarabilirsek.
Buzullar, genetik verileri ve biyotik materyali depolamak ve korumak için benzersiz bir şekilde uygundur. Dondukları anda havada ve çevrede bulunan her şeyin kaydıdırlar. Buzullar eridikçe, bu paha biçilmez iklim tarihi bankası yok olur. Sullivan, “Buz kaybettikçe viral çeşitliliği de kaybediyoruz” diyor ve bunun ne anlama geldiğini anlamak için henüz yeterince bilgimiz yok. Neyse ki Thompson, düzinelerce uluslararası insan meslektaşı ve bir öküz sürüsüyle birlikte bir sonraki toplama görevine doğru yola çıkmış durumda ve dağdan aşağı yeni bir keşif dalgası taşımaya hazır.
