Các loại virus đang ‘yên giấc ngàn thu’ hàng chục ngàn năm trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực đang có khả năng hồi sinh khi băng tan trong tình trạng nóng lên toàn cầu, gây ra những nguy cơ khôn lường cho sức khỏe con người và động vật. (Nguồn:YouTube)
Nhiệt độ ấm hơn ở Bắc Cực đang làm tan băng vĩnh cửu (permafrost)* của khu vực, và có khả năng ‘làm thức tỉnh’ các loại vi-rút đã nằm im lìm trong hàng chục ngàn năm, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và động vật.
*Băng vĩnh cửu (permafrost) là một tầng đất đóng băng quanh năm trong ít nhất hai năm liên tiếp.
Câu chuyện về một đại dịch bắt nguồn từ một mầm bệnh cổ đại xa xôi nghe giống như các bộ phim khoa học viễn tưởng. Tuy nhiên, các khoa học gia cảnh báo rằng không nên đánh giá những rủi ro này. Ngoài ra, các chất thải hóa học và phóng xạ có từ thời Chiến Tranh Lạnh cũng có thể được giải phóng trong quá trình tan băng, gây hại cho động vật hoang dã và phá vỡ hệ sinh thái.
Kimberley Miner, một khoa học gia về khí hậu tại NASA Jet Propulsion Laboratory ở California Institute of Technology của NASA cho biết: “Có rất nhiều điều đáng lo ngại đang xảy ra với lớp băng vĩnh cửu và (nó) thực sự cho thấy lý do tại sao chúng ta phải giữ càng nhiều lớp băng vĩnh cửu càng tốt.”
Lớp băng vĩnh cửu bao phủ 1/5 Bắc Bán Cầu, đã củng cố vùng lãnh nguyên Bắc Cực và các khu rừng phương bắc của Alaska, Canada và Nga trong nhiều thiên niên kỷ. Nó cũng giống như một loại viên nang thời gian, bảo quản không chỉ các loại virus cổ đại mà còn có xác ướp của một số loài động vật đã tuyệt chủng mà các khoa học gia khai quật và nghiên cứu trong những năm gần đây. Trong đó có hai con sư tử con và một con tê giác lông xù (woolly rhino).
Băng vĩnh cửu là một phương tiện lưu trữ tốt không chỉ vì nó lạnh mà còn là một môi trường không có oxy và ánh sáng không thể xuyên qua được. Tuy nhiên, nhiệt độ ở Bắc Cực hiện đang nóng lên nhanh hơn bốn lần so với phần còn lại của hành tinh, làm suy yếu lớp băng vĩnh cửu trong khu vực.
Để hiểu rõ hơn về những rủi ro mà ‘virus đông lạnh’ có thể gây ra, Jean-Michel Claverie, Emeritus professor về y học và bộ gen tại Trường Aix-Marseille University School of Medicine ở Marseille, Pháp, đã thử nghiệm các mẫu đất lấy từ băng vĩnh cửu ở Siberia để xem có vi rút nào trong đó vẫn có khả năng lây nhiễm hay không. Và ông đã tìm thấy một số vi rút mà ông mô tả là “virus zombie.”
Thợ săn virus
Giáo sư Claverie nghiên cứu một loại vi-rút cụ thể mà ông phát hiện lần đầu tiên vào năm 2003. Được gọi là vi-rút khổng lồ, chúng lớn hơn nhiều so với các virus thông thường và có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi ánh sáng thông thường thay vì kính hiển vi điện tử. Điều này khiến chúng trở thành một mẫu tốt cho nghiên cứu về các loại virus zombie trong phòng thí nghiệm.
Những nỗ lực tìm các vi-rút bị đóng băng trong lớp băng vĩnh cửu một phần được truyền cảm hứng bởi một nhóm các khoa học gia người Nga. Vào năm 2012, họ đã hồi sinh một loài hoa dại từ mô hạt 30,000 năm tuổi được tìm thấy trong hang của một con sóc. Kể từ đó, các khoa học gia cũng đã thành công trong việc hồi sinh các động vật cổ đại cực nhỏ.
Vào năm 2014, Giáo sư Claverie đã tìm cách hồi sinh một loại vi-rút mà ông và nhóm của mình đã phân lập được từ lớp băng vĩnh cửu, khiến nó có khả năng lây nhiễm lần đầu tiên sau 30,000 năm bằng cách đưa nó vào các tế bào nuôi cấy. Để đảm bảo an toàn, ông đã chọn nghiên cứu một loại vi-rút chỉ có thể nhắm vào amip đơn bào, không phải động vật hay con người.
Kỳ tích lặp lại vào năm 2015, nhóm nghiên cứu tiếp tục phân lập một loại vi rút khác cũng nhắm mục tiêu là amip. Và trong nghiên cứu mới nhất được công bố trên tạp chí Virus vào ngày 18 tháng 2, Claverie và nhóm của ông đã phân lập được một số chủng vi-rút cổ đại từ nhiều mẫu băng vĩnh cửu được lấy từ bảy nơi khác nhau trên khắp Siberia, mỗi mẫu đều cho thấy có khả năng lây nhiễm các tế bào amip nuôi cấy.
Những chủng mới nhất đó đại diện cho 5 họ virus mới, bên cạnh 2 họ mà ông đã hồi sinh trước đó. Mẫu lâu đời nhất đã gần 48,500 năm tuổi, được xác định dựa trên niên đại bằng carbon phóng xạ của đất, đến từ một mẫu đất lấy từ một hồ nước ngầm ở độ sâu 16 mét (52 feet). Các mẫu trẻ nhất cũng đã 27,000 năm tuổi, được tìm thấy trong dạ dày và lông của một con voi ma mút lông xù (woolly mammoth).
Ông Claverie nói rằng vi-rút lây nhiễm amip vẫn lây nhiễm sau một thời gian dài là dấu hiệu của một hiểm họa tiềm ẩn lớn hơn. Ông lo ngại rằng mọi người chỉ coi nghiên cứu của ông là tò mò khoa học mà không nhận thấy viễn cảnh virus cổ đại hồi sinh là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng.
Ông nói: “Chúng tôi coi những vi-rút lây nhiễm amip này là đại diện thay thế cho tất cả các vi-rút khác có thể tồn tại trong lớp băng vĩnh cửu. Chúng tôi tìm thấy dấu vết của rất, rất nhiều loại virus khác. Chúng tôi biết chúng vẫn còn ở đó. Không chắc là chúng còn sống hay không. Nhưng theo lập luận của chúng tôi, nếu vi-rút amip vẫn còn sống thì không có lý do gì mà các vi-rút khác không còn sống, và có khả năng lây nhiễm cho vật chủ.”
Lây nhiễm cho con người
Dấu vết của virus và vi khuẩn có thể lây nhiễm cho con người đã được tìm thấy trong lớp băng vĩnh cửu.
Trong một mẫu phổi từ cơ thể của một người phụ nữ được khai quật vào năm 1997 từ lớp băng vĩnh cửu tại một ngôi làng trên Bán đảo Seward của Alaska, người ta phát hiện có chứa vật liệu gen từ chủng cúm gây ra đại dịch năm 1918. Năm 2012, các khoa học gia xác nhận xác ướp 300 năm tuổi của một phụ nữ được chôn cất ở Siberia có chứa dấu hiệu di truyền của virus gây bệnh đậu mùa.
Từ tháng 7 đến tháng 8 năm 2016, đợt bùng phát bệnh than ở Siberia, đã ảnh hưởng đến hàng chục người và hơn 2,000 con tuần lộc, cũng có liên quan đến sự tan băng sâu hơn của lớp băng vĩnh cửu trong mùa hè đặc biệt nóng, cho phép các bào tử cũ của Bacillus anthracis tái sinh từ các khu chôn cất cũ hoặc xác động vật.
Birgitta Evengård, professor emerita tại Khoa Vi Sinh Lâm Sàng của Trường Umea ở Thụy Điển, cho biết cần giám sát cẩn thận hơn về rủi ro do các mầm bệnh tiềm tàng trong quá trình tan băng vĩnh cửu, nhưng cảnh báo không nên có các cách tiếp cận mang tính báo động.
Bà nói: “Phải nhớ rằng khả năng phòng vệ miễn dịch của chúng ta đã được phát triển trong mối liên quan chặt chẽ với môi trường vi sinh vật. Nếu xuất hiện một loại vi-rút ẩn trong lớp băng vĩnh cửu mà chúng ta đã không tiếp xúc trong hàng ngàn năm, thì có thể khả năng phòng vệ miễn dịch của chúng ta không đủ. Việc xem xét tình hình nghiêm túc và chủ động phản ứng là đúng đắn. Và cách để chiến đấu với nỗi sợ hãi là phải có kiến thức.”
Nguy cơ vi-rút lan truyền
Thực tế, các khoa học gia chưa xác định được những vi-rút này có thể lây nhiễm trong bao lâu sau khi tiếp xúc với các điều kiện hiện nay, hoặc khả năng nó gặp vật chủ phù hợp như thế nào. Không phải tất cả các loại vi-rút đều là mầm bệnh; một số lành tính hoặc thậm chí có lợi cho vật chủ của chúng. Và dù là nơi sinh sống của 3.6 triệu người, Bắc Cực vẫn là nơi có dân cư thưa thớt, cho nên nguy cơ con người tiếp xúc với virus cổ đại là rất thấp.
Tuy nhiên, giáo sư Claverie cho rằng “nguy cơ chắc chắn sẽ tăng lên trong bối cảnh trái đất nóng lên. Khi đó, băng vĩnh cửu sẽ tiếp tục tan ngày càng nhanh, và nhiều người sẽ đến Bắc Cực định cư theo các dự án công nghiệp.”
Và ông Claverie không phải là người duy nhất cảnh báo rằng khu vực Bắc Cực có thể trở thành mảnh đất màu mỡ cho sự kiện lây lan – khi vi-rút xâm nhập vào vật chủ mới và bắt đầu lây lan.
Năm ngoái, một nhóm các khoa học gia đã công bố nghiên cứu về các mẫu đất và trầm tích hồ lấy từ hồ Hazen, một hồ nước ngọt ở Canada nằm trong vòng Bắc Cực. Họ đã giải trình tự vật liệu di truyền trong trầm tích để xác định dấu hiệu của virus và bộ gen của các vật chủ tiềm năng trong khu vực, cả thực vật và động vật.
Sử dụng phân tích mô hình máy tính, họ cho rằng nguy cơ virus lây lan sang vật chủ mới cao hơn ở những địa điểm gần nơi có một lượng lớn nước băng tan chảy vào hồ. Đây là kết quả có nhiều khả năng xảy ra khi khí hậu ấm lên.
Hậu quả khôn lường
Miner tại Jet Propulsion Laboratory của NASA cho biết, việc xác định vi rút và các mối nguy hiểm khác có trong lớp băng vĩnh cửu đang nóng lên là bước đầu tiên để hiểu được rủi ro mà chúng gây ra cho Bắc Cực. Những thách thức khác bao gồm định lượng băng vĩnh cửu sẽ tan ở đâu, khi nào, nhanh cỡ nào và sâu mức nào.
Quá trình tan băng có thể diễn ra từ từ với tốc độ chỉ vài cm mỗi thập niên, nhưng cũng có thể xảy ra nhanh hơn, chẳng hạn như trong trường hợp một vụ sụt đất lớn có thể làm lộ ra các lớp băng vĩnh cửu lâu đời ở sâu bên dưới. Quá trình này cũng giải phóng khí mê-tan và carbon dioxide vào khí quyển – một tác nhân gây biến đổi khí hậu bị bỏ qua và không được xem trọng.
Trong một bài đăng trên Nature Climate Change năm 2021, bà Miner đã công bố danh mục các mối nguy hiểm tiềm ẩn dưới lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực, trong đó bao gồm chất thải chôn lấp từ việc khai thác kim loại nặng và hóa chất như thuốc trừ sâu DDT (vốn đã bị cấm vào đầu những năm 2000) và chất phóng xạ từ thử nghiệm hạt nhân của Nga và Hoa Kỳ vào những năm 1950.
Trong bài báo nghiên cứu, bà Miner đã cho rằng việc con người bị lây nhiễm trực tiếp mầm bệnh cổ xưa được giải phóng từ lớp băng vĩnh cửu là “bất khả dĩ trong hiện tại.”
Tuy nhiên, Miner cho biết bà lo lắng về thứ được gọi là “các vi sinh vật Methuselah” (Methuselah microorganisms – được đặt tên theo nhân vật trong Kinh thánh có tuổi thọ cao nhất). Đây là những sinh vật có thể mang động lực của các hệ sinh thái cổ đại và đã tuyệt chủng đến Bắc Cực ngày nay, với những hậu quả khó lường.
Miner cho biết, sự tái xuất hiện của các vi sinh vật cổ đại có khả năng thay đổi thành phần đất và sự phát triển của thực vật, có thể đẩy nhanh hơn nữa tác động của biến đổi khí hậu. Bà nói thêm: “Chúng tôi thực sự chưa rõ về cách những vi khuẩn này sẽ tương tác với môi trường hiện đại. Đó là một thử nghiệm mà tôi nghĩ rằng không có bất kỳ ai trong chúng ta thực lòng muốn làm.”
Vậy nên, cách hành động tốt nhất là cố gắng ngăn chặn tình trạng tan băng cũng như biến đổi khí hậu, nhằm chôn vùi những mối nguy hiểm này dưới lớp băng vĩnh cửu mãi mãi.
Việt Báo phỏng dịch theo bài viết “Scientists have revived a ‘zombie’ virus that spent 48,500 years frozen in permafrost” của Katie Hunt, được đăng trên trang CNN.
Lý Thuyết Văn Học Thực Hành Phê Bình