Egy csepp tengervíz több millió millió mikroorganizmust tartalmaz, amelyek nagy részét alig lehet életnek nevezni, ám ezek képesek befolyásolni a Föld éghajlatának változását. A RIA Novosti megérti, hogy a tengeri vírusok miért veszélyesek, és hogy érdemes-e velük harcolni.
60 galaxis méretű mikroorganizmusok
1989-ben a Bergeni Egyetem tudósai úgy döntöttek, hogy átvizsgálnak egy transzmissziós elektronmikroszkópot a tengervízből kicsapódott anyagon. Az eredmény lenyűgöző: kiderült, hogy mintegy 250 millió vírus él egy milliliterben a mintában - százszor annyi, mint azt korábban gondolták, amikor a vírusrészecskéket mesterségesen termesztett baktériumpázsiton vizsgálták.
„A további munka még lenyűgözőbb eredményeket adott. Kiderült, hogy a vírusok az óceánokban élő legtöbb organizmus - számuk kvintillionokba esik (1030). Ha az összes tengeri vírusrészecskét egy láncba helyezzük, akkor több mint 60 galaxis fog nyúlni”- mondja Elena Likhoshvai, biológiai tudományok doktora, professzor, az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai ágának Limnológiai Intézetének sejt-infrastruktúra osztályának vezetője.
A DNS dekódolásának modern módszerei még inkább megváltoztatták a bolygón élő vírusok számának és változatosságának gondolatát. 2016-ban a kaliforniai Joint Genome Institute és a Nemzeti Laboratórium kutatói. Lawrence Berkeley hatalmas mennyiségű adatot elemezett 3000 földrajzi helyről származó minták metagenomikus szekvenálása után - ezek tengeri, édesvízi és szárazföldi ökoszisztémák voltak. A kutatók több mint 125 000 vírus-DNS-részt találtak, ami az ismert vírusgének számát 16-szorosára növelte.
Szerény és nagyon kitartó
Promóciós videó:
Az óceánokban sokkal több mikroorganizmus található, mint a halakban és a tengeri emlősökben. Egyes jelentések szerint ezek az óceáni biomassza 98% -át teszik ki. És a legtöbb a vírus. Másodpercenként 1023 billió tengeri életet fertőznek meg, és így minden nap az óceán biomassza 20% -át fogyasztják el.
Ugyanakkor a vírusokat megkülönbözteti a szélsőséges vitalitás és az igénytelenség. Széles hőmérsékleti tartományban és a legkedvezőtlenebb körülmények között létezhetnek. Például a tengeri diatómavírus (Chaetoceros debilis CdebDNAV) a mínusz 196 Celsius fok mellett is folytatja a fertőzést. A cianofágok az üledékekben akár száz éven keresztül is életben maradnak, és a 30 000 éves óriás amoeba Pithovirus sibericum, amelyet a közelmúltban fedeztek fel a perhosszban, továbbra is képes volt mikroorganizmusok megfertőzésére.
Ráadásul sokáig azt hitték, hogy az egyes vírusok csak egy szűk csoportot vadásznak a mikrobiális közösségben - egyfajta baktériumok. Az amerikai tudósok azonban kimutatták, hogy a tengeri vírusok nem olyan válogatósak az ételek iránt, és megfertőzhetik a különféle nemzetségek mikroorganizmusait.
Senki sem kerülheti el a fertőzést
Ezek a számok és tények nem azt jelentik, hogy a tengeri vakáció öngyilkossággal jár. A vízben található vírusrészecskéknek csak egy hatvanad része veszélyes az emberekre. A halak és a tengeri emlősök némelyike szenved, ám fő zsákmányuk a mikrobák, amelyek fontos szerepet játszanak a föld éghajlatának kialakulásában.
„Ismert, hogy egy vírusroham után a CRISPR szekvenciák a baktérium genomjában maradnak - a genom kicsi ismétlődő szegmensei, amelyeket nem átírott DNS-régiók választanak el egymástól, idegen genetikai elemekből kölcsönözve. Biztosítják az immunitást az újbóli fertőzéshez, és a baktérium genomjában való jelenléte alapján arra lehet következtetni, hogy a baktérium már megfertőződött egy bizonyos fággal. A CRISPR a baktériumok 40% -ában és az archaea 90% -ában található”- mondja Elena Likhoshvay.
A tengeri vírus (bakteriofág) életciklusának ábrája / ábra: RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Egyes jelentések szerint a cianobaktériumok, amelyeknek köszönhetően egyszer megjelenik az oxigén a Földön, és más mikroszkopikus tengeri fotoszintetikumok ma a légkörbe kibocsátott szén-dioxid mintegy felét fogyasztják. Ezért a bakteriofág vírusok, amelyek támadják és megsemmisítik, jelentős szerepet játszhatnak a globális felmelegedésben. A tudományos világban azonban eddig nincs egyetértés abban, hogy ez a befolyás plusz vagy mínusz jel.
A tenger rendszabálya
Ahogyan a Warwicki Egyetem kutatói rájöttek, a vírusfertőzés valóban befolyásolja a cianobaktériumok fotoszintézis képességeit - a szén-dioxid rögzítése (vagyis szénvegyületekké történő átalakulása) a baktériumtenyészetben csaknem ötször lelassul a bakteriofágok támadása után. Durva becslések szerint a légkörben levő mikroorganizmusok fertőzése eredményeként évente legfeljebb öt milliárd tonna szén marad felszívódásban - ez az óceánok által rögzített összes szén tíz százaléka.
Egyes tudósok azonban rámutattak, hogy a baktériumok vírus általi megsemmisítése után a mikroorganizmusok maradványait olyan mélyre merítik, ahol a szén-dioxid felszabadulásához vezető folyamatok jelentősen lelassulnak. Ott szekretálnak vasat, foszfort és más, a fitoplankton táplálásához szükséges elemeket. A fitoplankton növekszik és több szén-dioxidot szív fel.
„A vízi ökoszisztémák szerves anyagának és biogén elemeinek globális keringésének új sémája szerint a virioplankton (az összes, a Világ-óceánon élő vírus együttese) számos biogeokémiai és ökológiai folyamatot érint, beleértve az élelmezési ciklust, a légzést és az anyagok eloszlását az ökoszisztéma különböző részein. A szén- és nitrogénciklus értékelésekor figyelembe kell venni a vírusok szerepét, mivel ezek a táplálékhálózatok fontos részét képezik, amelyek a globális biogeokémiai ciklusokat szabályozzák”- foglalja össze Elena Likhoshvai.
A cianobaktériumok és más mikroszkopikus tengeri fotoszintetikumok a légkörbe kibocsátott szén-dioxid mintegy felét fogyasztják / Fotó: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva