[논문 리뷰] Emergent risks in the Mt. Everest region in the time of anthropogenic climate change

Kimberley Miner, Paul A. Mayewski외 17명|arXiv (Cornell University)|2020. 08. 04.

High Altitude and Hypoxia참고 문헌 82인용 수 3

한 줄 요약

이 다학제적 연구는 인간 활동과 기후 변화의 영향으로 에베레스트 산에서 나타나는 잠재적 위험을 기록한 것으로, 기후 변화에 따른 빙하 후퇴, 산사태와 같은 지질학적 위험, 빙핵 내 미생물 오염을 규명하였다. 주요 발견으로는 고도가 높은 빙하에서 항생제 내성 병원균인 *Pseudomonas aeruginosa*와 *Clostridioides difficile*가 검출되어 녹는 빙하에서 인간 배설물로 인한 건강 위험이 증가하고 있음을 시사한다.

ABSTRACT

In April and May 2019, as part of National Geographic and Rolex’s Perpetual Planet Everest Expedition (hereafter 2019 Everest Expedition), the most interdisciplinary scientific effort ever launched on the mountain was conducted. This research identified many changing dynamics, including emergent risks resulting from natural and anthropogenic changes to the natural system. We have identified compounded risks to ecosystem and human health, geologic hazards, and changing climbing conditions that can affect the local community, climbers, and trekkers in the future. This review brings together perspectives from across the biological, geological, and health sciences to better understand emergent risks on Mt. Everest and in the Khumbu region. Understanding and mitigating these risks is critical for the ~10,000 people living in the Khumbu region, as well as the thousands of visiting trekkers and the hundreds of climbers who attempt to summit each year.

연구 동기 및 목표

• 에베레스트 산 지역의 생태계 및 인체 건강에 미치는 기후 변화와 인간 활동의 복합적 영향을 평가하기 위해.
• 빙하 후퇴에 의해 유도되는 산사태 및 빙하 침수 홍수와 같은 새로운 지질학적 위험을 규명하기 위해.
• 등반 및 하이킹 활동 등 인간 활동이 고고도 빙하 및 하류 생태계에 미치는 인간 배설물과 미생물 오염의 영향을 평가하기 위해.
• 기후 및 환경 조건의 변화가 등반 안전성과 현지 주민의 회복력에 미치는 영향를 이해하기 위해.
• 고고도 산악 지역에서의 적응 및 완화 전략을 위한 다학제적 기반을 마련하기 위해.

제안 방법

• 2019년 내셔널 지오그래픽 및 로렉스 퍼페티우얼 플래닛 에베레스트 원정을 수행하여, 지금까지 가장 포괄적인 과학적 연구를 수행하였다.
• 에베레스트 기지사령부(해발 5,400m) 및 사우스콜(해발 8,030m)에서 빙핵 샘플을 채취하여 미생물 및 환경 분석을 수행하였다.
• 빙핵 샘플 내 박테리아 및 곰팡이의 운영 분류 단위(OTU)를 규명하기 위해 16S rRNA 유전자를 이용한 고속 시퀀싱을 실시하였다.
• 지질학적 및 빙하학적 자료를 분석하여 쿠무부 지역의 산사태 위험 및 빙하 후퇴 패턴을 평가하였다.
• 생물학, 지질학, 기상학 분야의 데이터를 통합하여 기후 변화 상황에서의 새로운 위험을 모델링하였다.
• NCBI BLAST을 사용하고 시퀀스 유사성 기준(≥98.5%)을 적용하여 미생물 발견 결과를 알려진 병원균 주형과 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 에베레스트 고고도 빙핵에서 발견된 미생물 병원균은 무엇이며, 그로 인한 잠재적 건강 영향은 무엇인가?
• RQ2 기후 변화는 쿠무부 지역에서 빙하 후퇴를 가속화하고 산사태 및 눈사태와 같은 지질학적 위험을 어떻게 증가시키는가?
• RQ3 등반 및 하이킹 활동을 포함한 인간 활동이 빙하 빙핵 내 미생물 오염에 얼마나 기여하는가?
• RQ4 오염된 빙하 빙하가 녹을 경우 하류 생태계 및 건강에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 환경적 요인과 인간 활동이 병합된 스트레스 요인이 에베레스트 지역의 등반 및 하이킹 안전성과 지속 가능성에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 위험성 있는 장내감염과 연관된 병원균인 *Clostridioides difficile*가 해발 8,030m 빙핵 샘플에서 확인되었으며, 기존 기준주형과 98.5%의 유사도를 보였다.
• 항생제 내성에 의한 기회적 병원균인 *Pseudomonas aeruginosa*가 해발 8,030m 빙핵 샘플에서 확인되었으며, 기준 시퀀스와 99.2%의 유사도를 보였다.
• 기회적 인간 병원균인 *Staphylococcus epidermidis*는 에베레스트 기지사령부(해발 5,400m)의 빙핵 샘플에서만 발견되었다.
• 심내막염과 연관된 *Streptococcus vestibularis*는 해발 8,030m의 최고고도 빙핵 샘플에서만 검출되어 고도가 높은 곳에서도 인간의 미생물 유입이 이루어지고 있음을 시사한다.
• 병원성 곰팡이와 관련된 미토콘드리아 16S rRNA 유전자, 예를 들어 *Fusarium oxysporum*과 *Paecilomyces penicillatus*가 빙핵 샘플에서 확인되었다.
• 연구는 등반자와 하이커의 배설물이 빙하 빙하에 오랫동안 남아 있으며, 빙하 후퇴로 인해 병원균이 방출될 가능성이 장기적으로 존재함을 확인하였다.