Kapljica morske vode sadrži nekoliko milijuna mikroorganizama, od kojih se većina teško može nazvati živima, ali upravo oni mogu utjecati na promjenu klimatske Zemlje. RIA Novosti razumije zašto su morski virusi opasni i vrijedi li se boriti protiv njih.
Mikroorganizmi veličine 60 galaksija
Znanstvenici sa Sveučilišta u Bergenu su 1989. odlučili da kroz prijenosni elektronski mikroskop pogledaju materijal koji je oborio iz morske vode. Rezultat je bio zapanjujući: pokazalo se da oko 250 milijuna virusa živi u jednom mililitru uzorka - sto puta više nego što se prethodno mislilo kada su virusne čestice proučavane na umjetno uzgajanim travnjacima bakterija.
„Daljnji rad dao je još nevjerojatnije rezultate. Ispostavili su se da su virusi najbrojniji organizmi koji žive u oceanima - njihov broj ide u quintillions (1030). Ako sve čestice morskog virusa stavimo u lanac, on će se prostirati na 60 galaksija , kaže Elena Likhoshvai, doktorica bioloških znanosti, profesorica, voditeljica odjela za staničnu ultrastrukturu Liminološkog instituta Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti.
Suvremene metode dekodiranja DNK još su više promijenile ideju o broju i raznolikosti virusa koji žive na planeti. U 2016. godini, znanstvenici iz Instituta Joint Genome u Kaliforniji i Nacionalnog laboratorija. Lawrence Berkeley analizirao je ogromnu količinu podataka dobivenih nakon metagenomskog sekvenciranja uzoraka s 3000 geografskih mjesta - to su bili morski, slatkovodni i kopneni ekosustavi. Istraživači su otkrili preko 125 000 odsjeka virusne DNK, što je povećalo broj poznatih virusnih gena za 16 puta.
Nepretenciozan i vrlo uporan
Promotivni video:
U oceanima je puno više mikroorganizama nego riba i morskih sisavaca. Prema nekim izvještajima, oni čine do 98 posto sve oceanske biomase. A najbrojniji su virusi. Oni zaraze 1023 biliona morskog života svake sekunde i tako svakodnevno troše do 20 posto oceanske biomase.
Istodobno, virusi se odlikuju izuzetnom vitalnošću i nepretencioznošću. Mogu postojati u širokom temperaturnom rasponu i u najnepovoljnijim uvjetima. Na primjer, morski diatomski virus (Chaetoceros debilis CdebDNAV) i dalje zarazi čak i na minus 196 Celzijevih stupnjeva. Cijanofazi prežive u sedimentima i do stotinu godina, a 30 000 godina stara divovska ameja Pithovirus sibericum, nedavno otkrivena u permafrostu, još uvijek je bila sposobna zaraziti mikroorganizme.
Osim toga, dugo se vjerovalo da svaki virus lovi samo usku skupinu unutar mikrobne zajednice - bakterije jedne ili druge vrste. Međutim, američki su znanstvenici pokazali da morski virusi nisu toliko izbirljivi prema hrani i mogu zaraziti mikroorganizme različitih rodova.
Nitko ne bježi od infekcije
Ovi brojevi i činjenice ne znače da odmor na moru graniči s samoubojstvom. Samo jedna šezdeset svih virusnih čestica koje se nalaze u vodi opasne su za ljude. Ribe i morski sisari pate od nekih, ali njihov glavni plijen su mikrobi, koji igraju važnu ulogu u formiranju zemljine klime.
„Poznato je da nakon virusnog napada, CRISPR sekvence ostaju u genomu bakterija - mali ponavljajući segmenti genoma, odvojeni nenapisani fragmenti DNK posuđeni od stranih genetskih elemenata. Pružaju "imunitet" na ponovnu infekciju, pa se njihovom prisutnošću u genomu bakterije može zaključiti da je već zaražena određenim fagom. CRISPR se nalazi u 40 posto bakterija i 90 posto arheje “, kaže Elena Likhoshvay.
Dijagram životnog ciklusa morskog virusa (bakteriofag) / Ilustracija RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Prema nekim izvješćima, cijanobakterije, zahvaljujući kojima se kisik nekad pojavio na Zemlji, i drugi mikroskopski morski fotosintetičari danas troše otprilike polovinu cjelokupnog ugljičnog dioksida ispuštenog u atmosferu. Stoga virusi bakteriofaga koji ih napadaju i uništavaju mogu igrati značajnu ulogu u globalnom zatopljenju. Međutim, do sada u znanstvenom svijetu ne postoji konsenzus oko toga je li taj utjecaj znak plus ili minus.
Morski redari
Kako su otkrili istraživači sa Sveučilišta u Warwicku, virusna infekcija zaista utječe na fotosintetske sposobnosti cijanobakterija - fiksacija ugljičnog dioksida (tj. Njegova pretvorba u ugljikove spojeve) u bakterijskoj kulturi usporava se gotovo pet puta nakon napada bakteriofaga. Prema grubim procjenama, kao rezultat infekcije mikroorganizama u atmosferi, do pet milijardi tona ugljika ostane neorupirano godišnje - to je deset posto cijelog ugljika određenog oceanima.
Međutim, neki znanstvenici ističu da su nakon uništavanja bakterija virusima ostaci mikroorganizama uronjeni u dubinu gdje se procesi koji dovode do oslobađanja ugljičnog dioksida uvelike usporavaju. Tamo izdvajaju željezo, fosfor i neke druge elemente potrebne za ishranu fitoplanktona. Fitoplankton raste i apsorbira više ugljičnog dioksida.
„Prema novoj shemi globalne cirkulacije organskih tvari i biogenih elemenata vodenih ekosustava, virioplankton (ukupnost svih virusa koji žive u oceanima) utječe na mnoge biogeokemijske i ekološke procese, uključujući ciklus prehrane, disanje i distribuciju tvari u različitim dijelovima ekosustava. Procjenjujući ciklus ugljika i dušika, potrebno je uzeti u obzir ulogu virusa, jer su oni važan dio prehrambenih mreža koje reguliraju globalne biogeokemijske cikluse , rezimira Elena Likhoshvai.
Cijanobakterije i druga mikroskopska morska fotosintetika danas troše otprilike polovinu cjelokupnog ugljičnog dioksida ispuštenog u atmosferu / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfija Enikeeva