Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Australien und Finnland hat im Fachjournal PLOS eine Modellierung der Folgen der Freisetzung antiker Erreger aus schmelzenden Gletschern und Permafrost veröffentlicht. Professor Corey Bradshaw von der Flinders-Universität und Giovanni Strona von der Universität Helsinki führten Tausende von Computersimulationen durch, um zu bewerten, was geschehen würde, wenn die mikrobiellen Archive der Gletscher in moderne Ökosysteme gelangten. Die Ergebnisse zeigen: Schon ein minimaler Anteil lebensfähiger und aggressiver Erreger kann der Biodiversität schweren Schaden zufügen und das Massensterben moderner Organismen auslösen.
Historische Präzedenzfälle: von 750.000 Jahre alten Bakterien bis zum Milzbrand-Ausbruch
Die Fähigkeit von Mikroorganismen, in der Gletscherfesselung lebensfähig zu bleiben, wurde bereits durch eine Reihe von Feldstudien bestätigt. Im Jahr 2003 brachten Wissenschaftler auf dem Qinghai-Tibet-Plateau Bakterien aus einem Eiskern zum Leben, deren Alter über 750.000 Jahre betrug. 2014 wurde aus dem sibirischen Permafrost der Riesen-Virus Pithovirus sibericum isoliert, der etwa 30.000 Jahre in gefrorenem Zustand verbracht hatte. Der dramatischste reale Vorfall war der Milzbrand-Ausbruch in Westsibirien im Jahr 2016: Eine ungewöhnliche Tautaupe befreite Bacillus-anthracis-Sporen aus den Kadavern gefallener Rentiere, was zum Tod Tausender Tiere und zur Infektion Dutzender Menschen führte.
Methodik: Tausende Simulationen in der Avida-Umgebung
Zur quantitativen Risikobewertung nutzten die Autoren der Studie die spezialisierte Software Avida, die zur Modellierung evolutionärer Prozesse entwickelt wurde. Im Rahmen des Experiments simulierten sie das Eindringen eines Typs des ältesten Virus in moderne Gemeinschaften von Wirtsbakterien und variierten dabei die Parameter der Anpassungsfähigkeit, Wettbewerbsfähigkeit und Reproduktionsgeschwindigkeit des Erregers. Jede Simulation reproduzierte die Populationsdynamik unter Bedingungen, die den realen ökologischen Nischen möglichst nahe kamen, sodass nachverfolgt werden konnte, wie der fremde Agent mit bereits etablierten Gemeinschaften interagiert.
Schlüsselzahlen: 3 % Anpassung und 30 % Populationsverlust
Nach Abschluss von Tausenden von Läufe registrierten die Forscher, dass der antike Erreger in etwa drei Prozent der Fälle erfolgreich an die neue Umgebung angepasst wurde, evolvierte und eine dominante Position im Ökosystem einnahm. In den ungünstigsten realistischen Szenarien führte das Auftreten des fremden Virus zu einem Rückgang der Population moderner Wirte um 30 Prozent im Vergleich zur Kontrollgruppe, die keinem Eindringen ausgesetzt war. Die Autoren betonen: Obwohl der Anteil katastrophaler Ergebnisse in absoluten Zahlen klein erscheint, wird genau dieser Indikator vor dem Hintergrund des enormen Umfangs der freigesetzten Mikroorganismen zum kritischen Faktor.
Warum ein „kleiner Prozentsatz' zu einem globalen Risiko wird
Schätzungen zufolge werden jährlich rund vier Sextillionen (10²¹) Mikroorganismen aus dem schmelzenden Eis in die Umwelt freigesetzt. Selbst wenn nur ein Prozent davon lebensfähig und potenziell aggressiv wäre, bliebe die absolute Anzahl solcher Partikel astronomisch. Dies schafft eine hohe Wahrscheinlichkeit für lokale und, bei Anhäufung, globale ökologische Krisen. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass antike pathogene Mikroorganismen zu einem neuen, mächtigen Faktor des Artensterbens werden könnten, der bislang in traditionellen Klimamodellen und Szenarien der Biodiversitätsveränderung nicht berücksichtigt wurde.
Direkte Risiken für den Menschen: Was bekannt ist und was fehlt
Wichtig ist, dass diese Studie keine direkten Risiken für die menschliche Gesundheit bewertete. Allerdings weisen die Autoren auf ein beunruhigendes Muster hin: Die meisten bekannten gefährlichen Viren – SARS-CoV-2, das Ebola-Virus, HIV – gelangten genau über den Kontakt mit tierischen Überträgern in die menschliche Population. Zusammenfassend warnen die Forscher, dass ein aufgetautes Virus die artspezifische Barriere ohne Verlust seiner zerstörerischen Eigenschaften überwinden kann, und damit könnten die ökologischen Folgen des Gletscherschmelzens perspektivisch zu epidemiologischen Bedrohungen für den Menschen werden.
