Laše jūros vandens yra keli milijonai mikroorganizmų, kurių daugumą vargu ar galima vadinti gyvais, tačiau būtent jie gali paveikti žemės klimato pokyčius. „RIA Novosti“supranta, kodėl jūrų virusai yra pavojingi ir ar verta su jais kovoti.
- „Salik.biz“
Mikroorganizmai, kurių dydis yra 60 galaktikų
1989 m. Bergeno universiteto mokslininkai nusprendė perduoti pralaidumo elektronų mikroskopą medžiagai, nusėdusiai iš jūros vandens. Rezultatas buvo stulbinantis: paaiškėjo, kad viename mililitre mėginio gyvena apie 250 milijonų virusų - šimtą kartų daugiau, nei manyta anksčiau, kai viruso dalelės buvo tiriamos dirbtinai auginamose bakterijų vejose.
„Tolesnis darbas davė dar nuostabesnių rezultatų. Paaiškėjo, kad virusai yra gausiausi vandenynuose gyvenantys organizmai - jų skaičius siekia kvintilinus (1030). Jei visas jūrines viruso daleles sudėsime į grandinę, ji ištemps daugiau nei 60 galaktikų “, - sako Jelena Likhoshvai, biologijos mokslų daktarė, profesorė, Rusijos mokslų akademijos Sibiro filialo Limnologinio instituto ląstelių ultrastruktūros skyriaus vadovė.
Šiuolaikiniai DNR iššifravimo metodai dar labiau pakeitė idėją apie virusų, gyvenančių planetoje, skaičių ir įvairovę. 2016 metais Jungtinio genomo instituto Kalifornijoje ir Nacionalinės laboratorijos mokslininkai. Lawrence'as Berkeley'yje išanalizavo didžiulį kiekį duomenų, gautų atlikus metagenominę mėginių seką iš trijų tūkstančių geografinių vietų - tai buvo jūrų, gėlo vandens ir sausumos ekosistemos. Tyrėjai rado per 125 000 viruso DNR sekcijų, todėl žinomų virusų genų skaičius padidėjo 16 kartų.
Nepretenzingas ir labai atkaklus
Reklaminis vaizdo įrašas:
Vandenynuose yra daug daugiau mikroorganizmų nei žuvyse ir jūros žinduoliuose. Remiantis kai kuriomis ataskaitomis, jie sudaro iki 98 procentų visos vandenyno biomasės. O daugybė virusų. Jie kas sekundę užkrečia 1023 trilijonus jūrų gyvybių ir taip sunaudoja iki 20 procentų vandenynų biomasės kiekvieną dieną.
Tuo pačiu metu virusai išsiskiria ypatingu gyvybingumu ir nepretenzingumu. Jie gali egzistuoti plačiame temperatūrų diapazone ir nepalankiausiomis sąlygomis. Pavyzdžiui, jūrų diatomės virusas (Chaetoceros debilis CdebDNAV) ir toliau užkrečia net esant 196 laipsniams Celsijaus. Cianofagai nuosėdose išgyvena iki šimto metų, o 30 000 metų amžiaus milžiniškoji ameba Pithovirus sibericum, neseniai aptinkama amžinajame šaltyje, vis dar galėjo užkrėsti mikroorganizmus.
Be to, ilgą laiką buvo manoma, kad kiekvienas virusas medžioja tik siaurą mikrobų bendruomenės grupę - vienokios ar kitokios rūšies bakterijas. Tačiau Amerikos mokslininkai įrodė, kad jūrų virusai nėra tokie išrankūs maistui ir gali užkrėsti skirtingų genčių mikroorganizmus.
Niekas neišvengia infekcijos
Šie skaičiai ir faktai nereiškia, kad atostogos jūroje ribojasi su savižudybe. Tik viena šešiasdešimt dalis visų vandenyje randamų viruso dalelių yra pavojingos žmonėms. Dėl to kenčia žuvys ir jūrų žinduoliai, tačiau pagrindinis jų grobis yra mikrobai, kurie vaidina svarbų vaidmenį formuojant žemės klimatą.
„Yra žinoma, kad po viruso užpuolimo CRISPR sekos išlieka bakterijos genome - mažuose pasikartojančiuose genomo segmentuose, atskirtuose neperrašytose DNR srityse, pasiskolintose iš svetimų genetinių elementų. Jie suteikia „imunitetą“pakartotinei infekcijai, o dėl buvimo bakterijos genome galima daryti išvadą, kad ji jau buvo užkrėsta tam tikru fagu. CRISPR randama 40 procentų bakterijų ir 90 procentų archajos “, - sako Elena Likhoshvay.
Jūros viruso (bakteriofago) gyvenimo ciklo schema / „RIA Novosti“iliustracija. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Remiantis kai kuriais pranešimais, cianobakterijos, kurių dėka Žemėje kadaise atsirado deguonies, ir kitos mikroskopinės jūrų fotosintezės metu sunaudojama maždaug pusė viso į atmosferą išleisto anglies dioksido. Todėl bakteriofagų virusai, kurie juos užpuola ir sunaikina, gali vaidinti reikšmingą vaidmenį globaliame atšilime. Tačiau iki šiol mokslo pasaulyje nėra sutarimo, ar ši įtaka yra pliuso ar minuso ženklas.
Jūros medeliai
Kaip išsiaiškino Warwicko universiteto tyrėjai, virusinė infekcija tikrai daro įtaką melsvadumblių fotosintetiniams gebėjimams - anglies dioksido fiksacija (tai yra jo pavertimas anglies junginiais) bakterijų kultūroje sulėtėja beveik penkis kartus po bakteriofagų atakos. Apytiksliais skaičiavimais, dėl atmosferoje užkrėstų mikroorganizmų kasmet neabsorbuojama iki penkių milijardų tonų anglies - tai yra dešimt procentų visos vandenynų fiksuotos anglies.
Tačiau kai kurie mokslininkai pabrėžia, kad virusams sunaikinus bakterijas, mikroorganizmų liekanos yra panardinamos į gylį, kur labai sulėtėja procesai, lemiantys anglies dioksido išsiskyrimą. Ten jie išskiria geležį, fosforą ir kai kuriuos kitus fitoplanktono mitybai reikalingus elementus. Fitoplanktonas auga ir sugeria daugiau anglies dioksido.
„Pagal naują vandens ekosistemų organinių medžiagų ir biogeninių elementų cirkuliacijos schemą virioplanktonas (visų virusų, gyvenančių Pasaulio vandenyne, visuma) veikia daugelį biogeocheminių ir ekologinių procesų, įskaitant maisto ciklą, kvėpavimą ir medžiagų pasiskirstymą įvairiose ekosistemos dalyse. Įvertinant anglies ir azoto ciklą, būtina atsižvelgti į virusų vaidmenį, nes jie yra svarbi maisto tinklų, reguliuojančių pasaulinius biogeocheminius ciklus, dalis “, - apibendrina Elena Likhoshvai.
Cianobakterijos ir kitos mikroskopinės jūrų fotosintezės metu sunaudojama maždaug pusė viso į atmosferą išleisto anglies dioksido / Nuotrauka: Davidas Savage'as, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva