La science-fiction regorge d’histoires fantaisistes où des agents pathogènes mortels émergent de la glace, faisant des ravages parmi les humains, inconscients du danger. (Image : Annie Spratt / unsplash)
La science-fiction regorge de récits fantaisistes dans lesquels des agents pathogènes mortels émergent de la glace, faisant des ravages parmi les humains, inconscients du danger. Qu’il s’agisse d’extraterrestres métamorphes en Antarctique, de super-parasites émergeant d’un mammouth laineux en dégel en Sibérie ou d’une pandémie virale causée par le pergélisol exposé au Groenland, le concept est une source d’intrigues fascinantes.
Mais jusqu’à quel point cette idée est-elle farfelue ? Des agents pathogènes autrefois répandus sur terre, mais gelés depuis des millénaires dans les glaciers, les calottes glaciaires et le pergélisol, pourraient-ils émerger de la fonte des glaces et dévaster les écosystèmes modernes ? Le potentiel est en fait bien réel.
Des dangers à l’affût
En 2003, des bactéries ont été réanimées à partir d’échantillons prélevés au fond d’une carotte de glace forée dans une calotte glaciaire du plateau Qinghai-Tibétain. La glace située à cette profondeur avait plus de 750 000 ans.
En 2014, un virus « zombie » géant, Pithovirus sibericum, a été réanimé à partir d’un pergélisol sibérien vieux de 30 000 ans.
En 2016, une épidémie d’anthrax (maladie causée par la bactérie Bacillus anthracis) en Sibérie occidentale a été attribuée au dégel rapide des spores de B. anthracis dans le pergélisol. Elle a tué des milliers de rennes et affecté des dizaines de personnes.
Bacillus anthracis est une bactérie provenant du sol, qui provoque la maladie du charbon. (Image : wikimedia / Content Providers(s): CDC / Domaine public)
Plus récemment, des scientifiques ont découvert une compatibilité génétique remarquable entre des virus isolés dans des sédiments lacustres de l’Extrême-Arctique et des hôtes vivants potentiels.
Le climat de la Terre se réchauffe à une vitesse spectaculaire, jusqu’à quatre fois plus vite dans les régions froides comme l’Arctique. Selon les estimations, on peut s’attendre à ce que quatre sextillions (4 000 000 000 000 000 000 000) de micro-organismes soient libérés chaque année par la fonte des glaces. Ce chiffre correspond à peu près au nombre estimé d’étoiles dans l’univers.
Cependant, malgré le nombre incommensurable de micro-organismes libérés par la fonte des glaces (y compris des agents pathogènes susceptibles d’infecter les espèces modernes), personne n’a été en mesure d’estimer le risque que cela représente pour les écosystèmes modernes.
Dans une nouvelle étude publiée dans la revue PLOS Computational Biology, nous avons calculé les risques écologiques posés par la libération d’anciens virus imprévisibles.
Nos simulations montrent que 1 % des libérations simulées d’un seul agent pathogène dormant pourrait causer des dommages environnementaux majeurs et la perte généralisée d’organismes hôtes dans le monde entier.
Les eaux de fonte d’un glacier dans l’Himalaya en Inde. (Image : wikimedia / Sharada Prasad CS from Berkeley, India / CC BY 2.0)
Mondes numériques
Nous avons utilisé un logiciel appelé Avida pour mener des expériences simulant la libération d’un type de pathogène ancien dans des communautés biologiques modernes.
Nous avons ensuite mesuré l’impact de ce pathogène envahissant sur la diversité des bactéries hôtes modernes dans des milliers de simulations, et nous les avons comparées à des simulations où il n’y avait pas eu d’invasion.
Les pathogènes envahissants ont souvent survécu et évolué dans le monde moderne simulé. Dans environ 3 % des cas, l’agent pathogène est devenu dominant dans le nouvel environnement, auquel cas il était très probable qu’il réduise la diversité de l’hôte moderne.
Dans le scénario le plus pessimiste (mais tout à fait plausible), l’invasion a réduit la taille de la communauté d’hôtes de 30 % par rapport aux témoins.
Le risque lié à cette petite fraction d’agents pathogènes peut sembler faible, mais il ne faut pas oublier qu’il s’agit des résultats de la dissémination d’un seul agent pathogène particulier dans des environnements simulés. Compte tenu du nombre considérable de microbes anciens libérés dans le monde réel, de telles épidémies représentent un danger considérable.
Extinction et maladie
Nos résultats suggèrent que cette menace imprévisible, jusqu’ici confinée à la science-fiction, pourrait devenir un puissant moteur de changement écologique.
Bien que nous n’ayons pas modélisé le risque potentiel pour l’homme, le fait que des agents pathogènes« voyageant dans le temps » puissent s’établir et dégrader gravement une communauté hôte est déjà inquiétant.
Forage de carottes de glace au Groenland. (Image : wikimedia / Helle Astrid Kjær / CC BY 4.0)
Nous mettons en évidence une autre source d’extinction potentielle des espèces à l’ère moderne, une source que même nos modèles d’extinction les plus pessimistes ne prennent pas en compte. En tant que société, nous devons comprendre les risques potentiels afin de nous y préparer.
Des virus notables tels que le SRAS-CoV-2, l’Ebola et le VIH ont probablement été transmis à l’homme par contact avec d’autres hôtes animaux. Il est donc plausible qu’un virus autrefois confiné dans les glaces puisse pénétrer dans la population humaine par voie zoonotique.
Bien que la probabilité qu’un agent pathogène émerge de la fonte des glaces et provoque des extinctions catastrophiques soit faible, nos résultats montrent qu’il ne s’agit plus d’un fantasme auquel nous ne devrions pas nous préparer.
Bien qu’ils soient microscopiques et très éloignés des insectes géants mangeurs de chair que l’on voit dans les films de science-fiction, les agents pathogènes ne doivent pas être sous-estimés. (Image : Danting Zhu / unsplash)
