Pisara merivettä sisältää useita miljoonia mikro-organismeja, joista suurinta osaa tuskin voi kutsua eläviksi, mutta juuri ne voivat vaikuttaa maan ilmastonmuutokseen. RIA Novosti ymmärtää, miksi merivirukset ovat vaarallisia ja onko niiden torjumisen arvoinen.
Mikro-organismit, joiden koko on 60 galaksia
Vuonna 1989 Bergenin yliopiston tutkijat päättivät katsoa siirtoelektronimikroskoopin läpi merivedestä saostuneesta materiaalista. Tulos oli upea: kävi ilmi, että noin 250 miljoonaa virusta elää millilitrassa näytettä - sata kertaa enemmän kuin aiemmin ajateltiin, kun viruspartikkelit tutkittiin keinotekoisesti viljellyillä bakteeri nurmikoilla.
”Jatkotyö antoi vielä upeampia tuloksia. Virukset osoittautuivat valtamerien elävinä organismeina - niiden lukumäärä menee kvintiilioihin (1030). Jos laitamme kaikki meren viruspartikkelit ketjuun, se venyy yli 60 galaksia”, sanoo biotieteiden tohtori Elena Likhoshvai, professori, Venäjän tiedeakatemian Siperian sivukonttorin limnologisen tutkimuskeskuksen soluinfrastruktuuriosaston päällikkö.
Nykyaikaiset menetelmät DNA: n dekoodaamiseksi ovat vielä enemmän muuttaneet ajatusta planeetalla elävien virusten määrästä ja monimuotoisuudesta. Vuonna 2016 Kalifornian ja N: n yhteisen genomi-instituutin tutkijat. Berkeleyn Lawrence analysoi valtavan määrän tietoa, joka saatiin kolmen tuhannen maantieteellisen sijainnin näytteiden metagenomisen sekvensoinnin jälkeen - nämä olivat meri-, makean veden ja maan ekosysteemejä. Tutkijat ovat löytäneet yli 125 000 viruksen DNA-osaa, mikä on lisännyt tunnettujen virusgeenien määrää 16 kertaa.
Vaatimaton ja erittäin sitkeä
Mainosvideo:
Valtamereissä on paljon enemmän mikro-organismeja kuin kaloja ja merinisäkkäitä. Joidenkin raporttien mukaan niiden osuus kaikista valtamerten biomassoista on jopa 98 prosenttia. Ja useimmat ovat viruksia. Ne tartuttavat 1023 biljoonaa meren elämää sekunnissa ja kuluttavat siten jopa 20 prosenttia valtameren biomassasta päivittäin.
Samaan aikaan virukset erottuvat äärimmäisestä elinvoimaisuudesta ja vaatimattomuudesta. Niitä voi esiintyä laajalla lämpötila-alueella ja epäsuotuisimmissa olosuhteissa. Esimerkiksi meren piimaan virus (Chaetoceros debilis CdebDNAV) tartuttaa edelleen jopa miinus 196 celsiusastetta. Syanofagit pysyvät sedimenteissä jopa sata vuotta, ja 30 000 vuotta vanha jättiläinen ampeba Pithovirus sibericum, äskettäin löydetty ikiroudesta, kykeni edelleen tartuttamaan mikro-organismeja.
Lisäksi pitkään uskottiin, että jokainen virus metsästää vain kapeaa ryhmää mikrobiyhteisössä - yhden tai toisen tyyppisiä bakteereja. Amerikkalaiset tutkijat ovat kuitenkin osoittaneet, että merivirukset eivät ole niin nirso ravinnosta ja että ne voivat saastuttaa eri sukujen mikro-organismeja.
Kukaan ei pääse tartuntaan
Nämä numerot ja tosiasiat eivät tarkoita, että loma merellä rajoittuisi itsemurhaan. Vain yksi kuusikymmentäosa kaikista vedessä löydetyistä viruspartikkeleista on vaarallisia ihmisille. Kalat ja merinisäkkäät kärsivät joistakin, mutta niiden pääsaalista ovat mikrobit, joilla on tärkeä rooli maapallon ilmastonmuodostuksessa.
”On tiedossa, että virushyökkäyksen jälkeen CRISPR-sekvenssit jäävät bakteerigenomiin - genomin pieniin toistuviin segmentteihin, jotka on erotettu vieraiden geneettisten elementtien lainaamattomilla, transkriboimattomilla DNA-alueilla. Ne tarjoavat "immuniteetin" uudelleeninfektioille, ja läsnäolollaan bakteerin genomissa voidaan päätellä, että bakteeri on jo saanut tietyn faagin tartunnan. CRISPR: ää löytyy 40 prosentista bakteereista ja 90 prosentista arhaasta”, sanoo Elena Likhoshvay.
Kaavio meriviruksen (bakteriofagi) elinkaaresta / Kuva RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logot2012.
Joidenkin raporttien mukaan sinileväbakteerit, joiden ansiosta happea esiintyi kerran maan päällä, ja muut mikroskooppiset merifotosynteetit kuluttavat nykyään noin puolet ilmakehään vapautuneesta hiilidioksidista. Siksi bakteerifaagiviruksilla, jotka hyökkäävät ja tuhoavat niitä, voi olla merkittävä rooli ilmaston lämpenemisessä. Toistaiseksi tiedemaailmassa ei kuitenkaan ole yksimielisyyttä siitä, onko tämä vaikutus plus- tai miinusmerkki.
Meren tilaukset
Kuten Warwickin yliopiston tutkijat havaitsivat, virusinfektio todella vaikuttaa syanobakteerien fotosynteettisiin kykyihin - hiilidioksidin (ts. Sen muuntaminen hiiliyhdisteiksi) kiinnittyminen bakteeriviljelmään hidastuu lähes viisi kertaa bakteriofaagien hyökkäyksen jälkeen. Karkeiden arvioiden mukaan ilmakehän mikro-organismien tartunnan seurauksena jopa viisi miljardia tonnia hiiltä pysyy imeytymättä vuosittain - tämä on kymmenen prosenttia kaikesta valtamerten kiinnittämästä hiilestä.
Jotkut tutkijat huomauttavat kuitenkin, että bakteerien tuhoamalla viruksilla mikro-organismien jäänteet upotetaan syvyyteen, jossa hiilidioksidin vapautumiseen johtavat prosessit hidastuvat huomattavasti. Siellä ne erittävät rautaa, fosforia ja joitain muita kasviplanktonin ravintoon tarvittavia elementtejä. Kasviplanktoni kasvaa ja imee enemmän hiilidioksidia.
”Vesiekosysteemien orgaanisen aineen ja biogeenisten elementtien maailmanlaajuisen kiertämisen uuden järjestelmän mukaan virioplanktoni (kaikki maailman valtameressä asuvat virukset) vaikuttaa moniin biogeokemiallisiin ja ekologisiin prosesseihin, mukaan lukien ruuan kierto, hengitys ja aineiden jakautuminen ekosysteemin eri osissa. Hiili- ja typpisykliä arvioitaessa on otettava huomioon virusten rooli, koska ne ovat tärkeä osa ruokarainoja, jotka säätelevät globaaleja biogeokemiallisia syklejä”, Elena Likhoshvai summaa.
Sinilevät ja muut mikroskooppiset merifotosynteetit kuluttavat nykyään noin puolet ilmakehään vapautuvasta hiilidioksidista / Kuva: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva