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Aus dem Kryoschlaf 50.000 Jahre alt: Forschende erwecken unbekannte Viren aus dem Permafrost

Auftauender Permafrost
Freigelegter schmelzender Permafrost im norwegischen Spitzbergen, aufgenommen im Juni 2016
© mauritius images / nature picture library / Jeff Vanuga
Pflanzen und sogar prähistorische Mammuts: In gefrorenen Permafrostböden überdauert Biomasse Jahrtausende – darunter auch Viren. Nun haben Forschende ein 50.000 Jahre altes Virus aus dem Eis "wiederbelebt"

Noch ist rund ein Viertel der Nordhalbkugel von dauerhaft gefrorenem Boden bedeckt. Geowissenschaftlerinnen und Geowissenschaftler nennen diesen Untergrund in der Fachsprache Permafrost. Doch in Zeiten des Klimawandels und steigender Temperaturen schmelzen die dicken Eisschichten. Das "ewige Eis" dürfte seinen Namen nicht mehr lange tragen.

Die Auswirkungen des auftauenden Permafrosts zeigen sich schon jetzt. Problematische Mengen von CO2 und Methan werden freigesetzt – mit Auswirkungen auf die nördliche Hemisphäre. Daneben treten auch andere Dinge, die seit Jahrtausenden in den Tiefen des Permafrosts fast unverändert im Winterschlaf gelegen haben, wieder an die Oberfläche.

Viren und Bakterien überdauern im Permafrost Jahrtausende

Während spektakuläre Funde längst ausgestorbener Tierarten in den Dauerfrostböden Sibiriens, Alaskas oder Kanadas weltweit für Aufsehen sorgen, können sie gleichermaßen weitreichende Folgen haben. Für Viren, Bakterien und andere Krankheitserreger, die an den Kadavern haften, sind geforene Böden ideale Konservatoren. Kein Sauerstoff, eiskalt und dunkel – genau diese Umgebung benötigen Mikroben, um lange zu überdauern.

Einem Forschungsteam um den Mikrobiologen Jean-Marie Alempic vom "Centre national de la recherche scientifique", einer nationalen französischen Forschungsorganisation mit Sitz in Marseille, ist es nun gelungen, 13 bislang unbekannte Virentypen aus entsprechenden Proben nachzuweisen und diese im Labor wieder zu aktivieren. Dies berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einer noch unveröffentlichten Studie auf dem bioRxiv, einem Preprint-Server für die Biowissenschaften.

Alter der Viren ist ein neuer Rekord

Der jüngste Erreger, den die Mikrobiologen wieder aktivierten, war 27.000 Jahre alt, während das älteste Virus fast 50.000 Jahre im Eis überdauerte, bevor die Forschenden es in einer Probe an die Oberfläche holten und dieses in Zellkulturen im Labor erneut virulent wurde – ein neuer Rekord.

Bei dem neuen Rekordhalter handelt es sich um ein Amöben infizierendes Riesenvirus (Pandoravirus yedoma), das die Forschenden aus einer Bodenprobe, die unterhalb eines arktischen Sees im russischen Yukatia entnommen wurde, extrahierten. Pandoravirus yedoma ist so groß, dass es mit einem normalen Lichtmikroskop nachgewiesen werden kann. Für den Menschen sind die auf Einzeller spezialisierten Viren aber ungefährlich.

Viren an Mammutwolle und Wölfen gefunden

Auch drei weitere, Amöben infizierende Viren wurden in Zellkulturen nach dem Auftauen erneut virulent. Die zur Universität Aix-Marseille gehörenden Foscherinnen und Forscher hatte diese unter anderem aus Mammutwolle und dem Mageninhalt eines im Permafrost eingefrorenen sibirischen Wolfs isoliert.

Baby-Mammut
Das 39.000 Jahre alte Mammut-Baby "Yuka", das 2012 im sibirischen Permafrost gefunden wurde, gilt als das besterhaltene Mammut in der Geschichte der Paläontologie
© picture alliance / AP Photo | Ivan Sekretarev

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schätzen, dass noch tausende bislang unbekannte Viren im Permafrost liegen, von denen manche möglicherweise auch den Menschen infizieren könnten. Angesichts der immer weier auftauenden Permafrostgebiete drohten also gewisse Risiken, schreiben die Forschenden.

Auch Bundesgesundheitsminister Karl Lauterbach verweist auf Twitter auf die Gefahren durch die schmelzenden Eisböden: "In den aufgetauten Kadavern sind Viren, mehr als 10.000 Jahre alt. Auch das ist ein Beispiel, wie wir die Kette erst Klimawandel, dann Zoonose, dann Ausbruch, dann Pandemie an uns heranziehen", kommentierte der SPD-Politiker und Epidemiologe die französische Studie.

In der Wissenschaft häufen sich in den letzten Jahren die Hinweise, dass durch das Auftauen des Permafrostbodens ein gigantisches Reservoir alter Viren und Mikroben freigelegt und aktiviert werden könnte. Bereits in der Vergangenheit gelang es Forschungsteams mehrfach, tausende Jahre alte Viren unter Laborbedingungen wieder zu aktivieren.

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