Kvapka morskej vody obsahuje niekoľko miliónov mikroorganizmov, z ktorých väčšina sa dá ťažko nazvať živými, ale práve oni môžu ovplyvniť zmenu zemskej klímy. RIA Novosti chápe, prečo sú morské vírusy nebezpečné a či sa oplatí proti nim bojovať.
Mikroorganizmy s veľkosťou 60 galaxií
V roku 1989 sa vedci z univerzity v Bergene rozhodli pozrieť sa cez transmisný elektrónový mikroskop na materiál vyzrážaný z morskej vody. Výsledok bol ohromujúci: ukázalo sa, že asi 250 miliónov vírusov žije v jednom mililitri vzorky - stokrát viac, ako sa pôvodne predpokladalo, keď sa vírusové častice študovali na umelo pestovaných bakteriálnych trávnikoch.
„Ďalšia práca priniesla ešte úžasnejšie výsledky. Ukázalo sa, že vírusy sú najpočetnejším organizmom žijúcim v oceánoch - ich počet ide do centov (1030). Ak vložíme všetky morské vírusové častice do reťazca, rozšíri sa na viac ako 60 galaxií, “hovorí Elena Likhoshvai, doktorka biologických vied, profesorka, vedúca oddelenia bunkovej ultraštruktúry Limnologického ústavu Sibírskej vetvy Ruskej akadémie vied.
Moderné metódy dekódovania DNA ešte viac zmenili predstavu o počte a rozmanitosti vírusov žijúcich na planéte. V roku 2016 vedci zo Spoločného ústavu pre genóm v Kalifornii a Národného laboratória. Lawrence at Berkeley analyzoval obrovské množstvo údajov získaných po metagenomickom sekvenovaní vzoriek z 3 000 geografických lokalít - boli to morské, sladkovodné a suchozemské ekosystémy. Vedci našli viac ako 125 000 rezov vírusovej DNA, ktorá zvýšila počet známych vírusových génov 16-krát.
Nenáročný a veľmi húževnatý
Propagačné video:
V oceánoch je oveľa viac mikroorganizmov ako rýb a morských cicavcov. Podľa niektorých správ predstavujú až 98 percent všetkej morskej biomasy. A najpočetnejšie sú vírusy. Každú sekundu infikujú 1023 biliónov morského života, a preto každý deň spotrebujú až 20 percent morskej biomasy.
Súčasne sa vírusy vyznačujú extrémnou vitalitou a nenáročnosťou. Môžu existovať v širokom teplotnom rozmedzí a za najnepriaznivejších podmienok. Napríklad vírus morskej diatomy (Chaetoceros debilis CdebDNAV) naďalej infikuje dokonca aj pri teplote mínus 196 stupňov Celzia. Kyanofágy pretrvávajú v sedimentoch až sto rokov a 30 000 rokov starý obrovský améba Pithovirus sibericum, nedávno objavená v permafroste, bola stále schopná infikovať mikroorganizmy.
Okrem toho sa dlho verilo, že každý vírus loví v mikrobiálnej komunite iba úzku skupinu - baktérie jedného alebo druhého druhu. Americkí vedci však ukázali, že morské vírusy nie sú také potravinové a môžu infikovať mikroorganizmy rôznych rodov.
Nikto neunikne infekcii
Tieto čísla a fakty neznamenajú, že dovolenka na mori hraničí so samovraždou. Iba jedna šesťdesiatina všetkých vírusových častíc nachádzajúcich sa vo vode je pre človeka nebezpečná. Niektoré ryby a morské cicavce trpia, ale ich hlavnou korisťou sú mikróby, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu pri formovaní zemského podnebia.
„Je známe, že po vírusovom útoku zostávajú sekvencie CRISPR v bakteriálnom genóme - malé opakujúce sa segmenty genómu, oddelené netranskripovanými oblasťami DNA požičanými od cudzích genetických prvkov. Poskytujú „imunitu“pri opätovnej infekcii a ich prítomnosťou v genóme baktérie je možné dospieť k záveru, že už bola infikovaná určitým fágom. CRISPR sa nachádza v 40% baktérií a 90% archaea, “hovorí Elena Likhoshvay.
Schéma životného cyklu morského vírusu (bakteriofág) / Ilustrácia RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Podľa niektorých správ cyanobaktérie, vďaka ktorým sa kyslík kedysi objavil na Zemi, a ďalšie mikroskopické fotosyntézy z morských zdrojov dnes spotrebúvajú asi polovicu všetkého oxidu uhličitého uvoľňovaného do atmosféry. Preto môžu bakteriofágové vírusy, ktoré ich napádajú a ničia, zohrávať významnú úlohu pri globálnom otepľovaní. Vo vedeckom svete však zatiaľ neexistuje zhoda o tom, či je tento vplyv znamienkom plus alebo mínus.
Morské rady
Ako zistili vedci z University of Warwick, vírusová infekcia skutočne ovplyvňuje fotosyntetické schopnosti cyanobaktérií - fixácia oxidu uhličitého (tj jeho premena na uhlíkové zlúčeniny) v bakteriálnej kultúre sa spomaľuje takmer päťkrát po napadnutí bakteriofágmi. Podľa hrubých odhadov zostáva v dôsledku infekcie mikroorganizmami v atmosfére ročne neabsorbovaných až päť miliárd ton uhlíka - to je desať percent všetkého uhlíka fixovaného oceánmi.
Niektorí vedci však poukazujú na to, že po deštrukcii baktérií vírusmi sa zvyšky mikroorganizmov ponoria do hĺbky, kde sa procesy, ktoré vedú k uvoľňovaniu oxidu uhličitého, značne spomaľujú. Tam vylučujú železo, fosfor a niektoré ďalšie prvky potrebné pre výživu fytoplanktónu. Fytoplanktón rastie a absorbuje viac oxidu uhličitého.
„Podľa novej schémy globálneho obehu organických látok a biogénnych prvkov vodných ekosystémov ovplyvňuje virioplanktón (celkový počet všetkých vírusov obývajúcich svetový oceán) mnoho biogeochemických a ekologických procesov vrátane cyklu potravy, respirácie a distribúcie látok v rôznych častiach ekosystému. Pri hodnotení cyklu uhlíka a dusíka je potrebné zohľadniť úlohu vírusov, pretože sú dôležitou súčasťou potravinových sietí, ktoré regulujú globálne biogeochemické cykly, “uzatvára Elena Likhoshvai.
Cyanobaktérie a ďalšie mikroskopické fotosyntézy z morských živočíchov teraz spotrebúvajú asi polovicu všetkého oxidu uhličitého uvoľňovaného do atmosféry / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva