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Experten warnen: Die Gefahr von in Gletscher eingeschlossenen Viren

Athabasca-Gletscher in Columbia Island, British Columbia, Kanada
Der Athabasca-Gletscher in den kanadischen Rocky Mountains hat in den letzten 125 Jahren mehr als die Hälfte seines Volumens verloren.Bild: Shutterstock

Schmelzende Gletscher legen Viren frei – so beurteilen Forschende das Risiko

Die jüngsten Pandemien fanden ihren Ursprung in Fledermäusen oder Vögeln. Die nächste schlummert möglicherweise noch im Gletschereis. Eine neu veröffentlichte Studie gibt Aufschluss über die damit verbundenen Risiken.
21.10.2022, 09:5221.10.2022, 12:27

Eines der deutlichsten Zeichen der Klimaerwärmung sind schmelzende Gletscher. Mit jedem schrumpfenden Zentimeter erinnern sie uns daran, dass es auf der Erde wärmer wird.

Ihr Verlust hat Konsequenzen: Schmelzende Gletscher im Himalaya führen in gewissen Gebieten zu Überschwemmungen, in anderen zu Trockenperioden, weil die Flüsse nicht mehr durch Gletscherwasser gespeist werden.

Nun haben Forscher und Forscherinnen eine weitere Gefahr genauer untersucht. Nämlich die Gefahr von im Gletscher-Eis schlummernden Viren. Die Resultate der Studie wurden am 19. Oktober im wissenschaftlichen Journal «The Royal Society Publishing» veröffentlicht.

Virus? Wirte? Ein kurzer Überblick:
Viren sind ansteckende organische Strukturen, die sich nur innerhalb von lebenden Zellen eines Organismus vermehren können. In anderen Worten: Sie brauchen einen sogenannten Wirt. Dazu benötigen sie sogenannte eukaryotische (Menschen, Tiere, Pflanzen, Pilze) oder prokaryotische Zellen (Bakterien).

Befällt ein Virus eine Wirtszelle, wird diese gezwungen, tausende Kopien des Virus zu produzieren.

Befindet sich das Virus nicht in einer infizierten Zelle, existiert es in Form von unabhängigen Partikeln, sogenannten Virionen. Diese bestehen aus DNA oder RNA und werden meist von einer Proteinkapsel umschlossen, welche das genetische Material schützt.

Ziel eines Virus ist es, sich zu vermehren. Hat sich ein Virus also an einen Wirt angepasst, verursacht das Virus grösstenteils nicht so viel Schaden. Auf diese Weise kann es sich weiter entwickeln und vermehren – so beispielsweise das Herpes-Virus. Viele Menschen sind davon betroffen, eine Mehrheit spürt allerdings nichts davon.

Ein Fall, der aktuell das Gegenteil zeigt, ist das Ebola-Virus. Der Mensch ist nicht der natürliche Wirt des Ebola-Virus und das Virus nicht an ihn angepasst. Dies zeigt sich in der hohen Sterblichkeitsrate von Ebola-Kranken, wobei das Virus seinen eigenen Wirt tötet.

Viren können sich durch die Luft, Körperkontakt, durch infiziertes Essen und Wasser, sowie durch sogenannte Vektoren verbreiten. Vektoren, wie beispielsweise Stechmücken, fungieren als blosse Überträger des Virus.

Arktischer See als Forschungsgegenstand

In Gletschern festgefrorene Viren können beim Auftauen auf neue Wirte überspringen und sich so weiter ausbreiten. Das Überspringen von Viren auf einen neuen Wirt nennt sich in der Fachsprache ein viraler Spillover. Beispiele dafür sind Corona- und Ebola-Viren, die ursprünglich nur in Wildtieren existierten, bevor sie auf den Menschen übersprangen.

Das Risiko eines solchen viralen Spillovers wollten Dr. Stéphane Aris-Brosou der Universität Ottawa in Kanada am Beispiel des Hazener See untersuchen. Der im nördlichsten Kanada gelegene Süsswassersee entspricht etwa der Grösse des Bodensees und wird durch umliegende Gletscher gespeist. Er ist sozusagen ein Sammelbecken geschmolzenen Gletschereises – und damit auch von Viren.

Um herauszufinden, welche Viren die Gletscher so beherbergen, haben Aris-Brosou und sein Team Boden- und Seesedimente des Hazener Sees genetisch analysiert.

Die dabei sequenzierten DNA- und RNA-Segmente wurden dann mit potenziellen Wirten in Verbindung gesetzt – im Fall des Hazener Lake waren das in der Gegend vorkommende Tiere, Pflanzen und Pilze. Mithilfe eines Computeralgorithmus wurde schliesslich das virale Spillover-Risiko berechnet.

Wie Aris-Brosou erklärt, neigen Viren eher dazu, Wirte zu infizieren, die ihnen genetisch ähnlich sind. Aus diesem Grund hat sein Team die evolutionäre Entwicklung der Viren und Wirten untersucht, um so nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden zu suchen. Die Forschenden kamen zum Schluss, dass das Risiko eines Spillovers auf Eukaryoten dort am grössten war, wo am meisten Gletscherwasser in den See floss. Zu den Eukaryoten zählen Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern besitzen – also Menschen, Tiere, Pflanzen, Algen und Pilze.

Lake Hazen
Der Hazener See ist der nördlichste See Kanadas, liegt im Quttinirpaaq-Nationalpark und ist umgeben von Gletschereis.Bild: wikicommons

Ihre Schlussfolgerung wird von einer anderen Studie unterstützt, die besagt, dass erodierende Landschaften – wie in diesem Fall ein schmelzender Gletscher – die Verbreitung von Krankheitserregern vereinfachten. Begründet wird dies durch die sogenannte Co-Evolution von Wirten und Krankheitserregern. In anderen Worten: Eine tiefgreifende Veränderung einer Landschaft kann sowohl eine Veränderung bei Viren als auch bei den Wirten nach sich ziehen, was den Sprung von Viren auf neue Wirte vereinfachen kann.

Klimawandel erhöht das Risiko

Dennoch gibt das Team von Aris-Brosou Entwarnung: Die Vorhersage eines hohen Spillover-Risikos bedeute nicht die Vorhersage von tatsächlichen Spillovern oder Pandemien. Für ein tatsächliches dramatisches Szenario müssten mehrere Faktoren gleichzeitig gegeben sein.

Da kommt jedoch wieder der Klimawandel ins Spiel. Durch die zunehmend höheren Temperaturen in der Arktis, könnte sich nämlich der natürliche Lebensraum diverser Spezies weiter in den Norden verschieben. Dort träfen sie auf eine Umgebung mit erhöhtem Spillover-Risiko, wo sie als neue Wirte mit alten Viren und Bakterien in Kontakt kommen könnten. Die Kombination dieser beiden Faktoren – die schmelzenden Gletscher mit erhöhtem Spillover-Risiko, sowie die Lebensraum-Verschiebung – bergen Gefahr, wie Aris-Brosou schreibt:

«Dadurch könnte die Hocharktis zu einem fruchtbaren Boden für neue Pandemien werden.»

Die Betonung liegt allerdings auf «könnte». Aris Brosou führt weiter aus:

«Die einzige Schlussfolgerung, die wir mit Sicherheit ziehen können, ist, dass mit dem Temperaturanstieg das Spillover-Risiko in diesem speziellen Umfeld zunimmt.»

Wie sich das in anderen Umgebungen verhält, müsste weiter untersucht werden.

Gefahren im Eis

Was die Forschenden ebenfalls weiter untersuchen werden, sind die im Gletscherwasser identifizierten Viren. Noch haben sie keine Angaben zur Anzahl bisher unbekannter Viren.

Dass sich durchaus noch unbekannte Viren im Gletschereis aufhalten können, zeigte eine Studie der Ohio State University aus dem letzten Jahr. Das Forschungsteam analysierte Eisproben eines tibetischen Plateaus in China, wobei sie genetisches Material von 33 Viren fanden. 28 davon waren bisher unbekannt. Sie alle dürften gemäss Schätzung etwa 15'000 Jahre alt sein.

Der Gletscher gibt nicht nur Viren frei:

Video: srf/Roberto Krone

Doch nicht nur Viren im Eis sind gefährlich. So kam es beispielsweise vor sechs Jahren im Nordosten Sibiriens zu einem Milzbrandausbruch. Die bakterielle Infektionskrankheit befällt hauptsächlich Paarhufer und galt eigentlich als ausgerottet – der letzte Ausbruch wurde 75 Jahre zuvor dokumentiert.

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Nomadische Rentierhirten im Nordosten Sibiriens.Bild: Shutterstock

Es wird vermutet, dass schmelzender Permafrost den Kadaver eines Rentiers freigelegt hatte, der danach von Nomaden verzehrt wurde. Ein zwölfjähriger Junge starb an den Folgen der Krankheit, 72 Menschen wurden hospitalisiert. Über 2300 Rentiere verendeten. Die Gefahr ist nicht gebannt: Die sibirischen Nomaden vergraben sowohl tote Menschen als auch Tiere im Eis. Tauen dieses mit den zunehmend höheren Temperaturen auf, geraten zuvor festgefrorene Krankheitserreger ins Grundwasser.

Was zu diesem Zeitpunkt mit Sicherheit feststeht, ist, dass sich die Arktis im Rekordtempo erwärmt. Nebst den zahlreichen Risiken, die sich mit der Klimaerwärmung für die Menschen ergeben, birgt das schmelzende, einst ewige Eis noch weitere unbekannte Gefahren.

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Das Eis auf dem Rhonegletscher schmilzt im Rekordtempo

Video: srf

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22 Kommentare
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diderot
20.10.2022 23:07registriert Februar 2018
"Ziel eines Virus ist es, sich zu vermehren." Ein weit verbreitetes Missverständnis. Viren haben keine Volition. Die Vermehrung passiert, wenn die Bedingungen stimmen. Kein Virus kann dann die Wahl treffen, sich nicht zu vermehren.
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Kapitän Haddock
20.10.2022 23:19registriert Oktober 2017
Der Artikel scheint mir ein wenig zu sehr auf die Krankheits-Panikmache zu drücken (siehe Ebola-Artikel - hat Frau Woerlen gerade das Viren-Departement inne?)
Sind doch sehr viele hätte/wäre/könnte in dem Artikel. Der schmelzende Permafrost beherbergt akutere Gefahren für unsere Zivilisation - etwa Methangasvorkommen.
Und Reservoirs an unangenehmen Viren gibt es weltweit in genügend anderen Biomen.
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Liebe Huberquizzer

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