Капка морска вода съдържа няколко милиона микроорганизми, повечето от които трудно могат да се нарекат живи, но именно те могат да повлияят на промяната на земния климат. РИА Новости разбира защо морските вируси са опасни и дали си струва да се борим с тях.
Микроорганизми с размер 60 галактики
През 1989 г. учени от университета в Берген решиха да погледнат чрез предавателен електронен микроскоп материала, утаен от морска вода. Резултатът беше потресаващ: оказа се, че около 250 милиона вируси живеят в един милилитър от пробата - сто пъти повече, отколкото се смяташе досега, когато вирусни частици са изследвани върху изкуствено култивирани бактериални тревни площи.
„По-нататъшната работа даде още по-невероятни резултати. Вирусите се оказват най-многобройните организми, живеещи в океаните - броят им отива в квинтилиони (1030). Ако сложим всички частици от морския вирус във верига, той ще се простира над 60 галактики, “казва Елена Лихошвай, доктор по биологични науки, професор, ръководител на отдела за клетъчна ултраструктура в Лимнологичния институт на Сибирския филиал на Руската академия на науките.
Съвременните методи за декодиране на ДНК още повече промениха идеята за броя и разнообразието от вируси, живеещи на планетата. През 2016 г. учени от Института за съвместни геноми в Калифорния и Националната лаборатория. Лорънс Бъркли анализира огромно количество данни, получени след метагеномно секвениране на проби от 3000 географски места - това бяха морски, сладководни и сухоземни екосистеми. Изследователите са открили над 125 000 секции на вирусна ДНК, което е увеличило броя на известните вирусни гени с 16 пъти.
Непретенциозен и много упорит
Промоционално видео:
В океаните има много повече микроорганизми, отколкото риби и морски бозайници. Според някои доклади те представляват до 98 процента от цялата океанска биомаса. А най-многобройни са вирусите. Те заразяват 1023 трилиона морски живот всяка секунда и по този начин консумират до 20 процента от океанската биомаса всеки ден.
В същото време вирусите се отличават с изключителна жизненост и непретенциозност. Те могат да съществуват в широк температурен диапазон и при най-неблагоприятни условия. Например вирусът на морските диатоми (Chaetoceros debilis CdebDNAV) продължава да се заразява дори при минус 196 градуса по Целзий. Цианофагите се задържат в утайки до сто години, а 30 000-годишната гигантска амеба Pithovirus sibericum, открита наскоро при вечна замръзване, все още е способна да зарази микроорганизми.
Освен това, дълго време се смяташе, че всеки вирус ловува само тясна група в рамките на микробната общност - бактерии от един или друг вид. Американските учени обаче показаха, че морските вируси не са толкова придирчиви към храната и могат да заразят микроорганизми от различни родове.
Никой не избягва от инфекцията
Тези цифри и факти не означават, че ваканцията в морето граничи със самоубийството. Само една шестдесета от всички вирусни частици, открити във вода, са опасни за хората. Рибите и морските бозайници страдат от някои, но основната им плячка са микробите, които играят важна роля за формирането на земния климат.
„Известно е, че след вирусна атака, CRISPR последователностите остават в бактериалния геном - малки повтарящи се сегменти на генома, разделени от незаписани ДНК области, заети от чужди генетични елементи. Те осигуряват „имунитет“за повторна инфекция и чрез наличието им в генома на бактерията може да се заключи, че тя вече е била заразена с определен фаг. CRISPR се намира в 40 процента от бактериите и 90 процента от археите “, казва Елена Лихошвай.
Диаграма на жизнения цикъл на морски вирус (бактериофаг) / Илюстрация от РИА Новости. Алина Полянина, Depositphotos / logos2012.
Според някои съобщения цианобактериите, благодарение на които някога се е появявал кислород на Земята, както и други микроскопични морски фотосинтетици днес консумират около половината от целия въглероден диоксид, отделен в атмосферата. Следователно бактериофагичните вируси, които ги атакуват и унищожават, могат да играят значителна роля в глобалното затопляне. Засега обаче в научния свят няма единодушие дали това влияние е знак плюс или минус.
Морски санитари
Както откриха изследователи от Университета на Уоруик, вирусната инфекция наистина влияе върху фотосинтетичните способности на цианобактериите - фиксирането на въглеродния диоксид (тоест превръщането му във въглеродни съединения) в бактериалната култура се забавя почти пет пъти след атаката на бактериофагите. Според грубите оценки, в резултат на инфекция на микроорганизми в атмосферата, до пет милиарда тона въглерод остават неусвоени годишно - това е десет процента от целия въглерод, определен от океаните.
Някои учени обаче изтъкват, че след унищожаването на бактериите от вируси останките на микроорганизмите се потапят на дълбочина, където процесите, водещи до отделянето на въглероден диоксид, значително се забавят. Там те отделят желязо, фосфор и някои други елементи, необходими за храненето на фитопланктона. Фитопланктонът расте и абсорбира повече въглероден диоксид.
„Според новата схема на глобалната циркулация на органична материя и биогенни елементи от водни екосистеми вириопланктонът (съвкупността от всички вируси, обитаващи Световния океан) засяга много биогеохимични и екологични процеси, включително цикъла на храната, дишането и разпространението на вещества в различни части на екосистемата. При оценяването на въглеродния и азотния цикъл е необходимо да се вземе предвид ролята на вирусите, тъй като те са важна част от хранителните мрежи, които регулират глобалните биогеохимични цикли , заключава Елена Лихошвай.
Цианобактериите и другите микроскопични морски фотосинтетици сега консумират около половината от въглеродния диоксид, отделен в атмосферата / Снимка: Дейвид Савидж, Бруно Афонсо, Памела Силвър.
Алфия Еникеева