Kapka mořské vody obsahuje několik milionů mikroorganismů, z nichž většinu lze jen stěží nazvat živými, ale právě oni mohou ovlivnit změnu zemského klimatu. RIA Novosti chápe, proč jsou mořské viry nebezpečné a zda stojí za to s nimi bojovat.
Mikroorganismy o velikosti 60 galaxií
V roce 1989 se vědci z univerzity v Bergenu rozhodli prohlédnout si pomocí elektronového mikroskopu materiál vysrážený z mořské vody. Výsledek byl ohromující: ukázalo se, že asi 250 milionů virů žije v jednom mililitru vzorku - stokrát více, než se dříve myslelo, když byly virové částice studovány na uměle pěstovaných bakteriálních trávnících.
„Další práce přinesla ještě úžasnější výsledky. Ukázalo se, že viry patří k nejpočetnějším organismům žijícím v oceánech - jejich počet jde do centů (1030). Pokud do řetězce vložíme všechny mořské virové částice, rozprostírá se přes 60 galaxií, “říká Elena Likhoshvai, doktorka biologických věd, profesorka, vedoucí oddělení buněčné ultrastruktury v Limnologickém ústavu Sibiřské větve Ruské akademie věd.
Moderní metody dekódování DNA ještě více změnily představu o počtu a rozmanitosti virů žijících na planetě. V roce 2016 vědci ze Společného ústavu pro genom v Kalifornii a Národní laboratoře. Lawrence v Berkeley analyzoval obrovské množství dat získaných po metagenomickém sekvenování vzorků ze tří tisíc geografických lokalit - jedná se o mořské, sladkovodní a suchozemské ekosystémy. Vědci našli více než 125 000 sekcí virové DNA, která zvýšila počet známých virových genů 16krát.
Nenápadný a velmi houževnatý
Propagační video:
V oceánech je mnohem více mikroorganismů než ryb a mořských savců. Podle některých zpráv představují až 98 procent veškeré mořské biomasy. A nejpočetnější jsou viry. Každou sekundu infikují 1023 bilionů mořského života, a tak denně spotřebují až 20 procent mořské biomasy.
Současně se viry vyznačují extrémní vitalitou a nenáročností. Mohou existovat v širokém teplotním rozmezí a za nejnepříznivějších podmínek. Například virus mořských rozsivek (Chaetoceros debilis CdebDNAV) pokračuje v infekci i při teplotě minus 196 stupňů Celsia. Kyanofágy přetrvávají v sedimentech až sto let a 30 000 let starý obří améba Pithovirus sibericum, nedávno objevená v permafrostu, byla stále schopna infikovat mikroorganismy.
Kromě toho se dlouho věřilo, že každý virus loví v mikrobiální komunitě pouze úzkou skupinu - bakterie jednoho či druhého druhu. Američtí vědci však prokázali, že mořské viry nejsou tak složité na jídlo a mohou infikovat mikroorganismy různých rodů.
Nikdo neunikne infekci
Tato čísla a fakta neznamenají, že dovolená na moři hraničí se sebevraždou. Pouze jedna šedesátina všech virových částic nalezených ve vodě je pro člověka nebezpečná. Některé ryby a mořští savci trpí, ale jejich hlavní kořistí jsou mikroby, které hrají důležitou roli při utváření zemského klimatu.
„Je známo, že po virovém útoku zůstávají sekvence CRISPR v bakteriálním genomu - malé opakující se segmenty genomu, oddělené netranskripovanými oblastmi DNA vypůjčenými od cizích genetických prvků. Poskytují „imunitu“při opětovné infekci a jejich přítomností v genomu bakterie lze dojít k závěru, že již byla infikována určitým fágem. CRISPR se nachází ve 40% bakterií a 90% archaea, “říká Elena Likhoshvay.
Schéma životního cyklu mořského viru (bakteriofága) / Ilustrace RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Podle některých zpráv cyanobakterie, díky nimž se na Zemi kdysi objevil kyslík, a další mikroskopické mořské fotosyntézy dnes spotřebovávají asi polovinu veškerého oxidu uhličitého uvolňovaného do atmosféry. Proto mohou bakteriofágové viry, které na ně útočí a ničí, hrát významnou roli v globálním oteplování. Ve vědeckém světě však dosud neexistuje shoda o tom, zda je tento vliv znaménkem plus nebo mínus.
Řádky moře
Jak vědci z University of Warwick zjistili, virová infekce skutečně ovlivňuje fotosyntetické schopnosti cyanobakterií - fixace oxidu uhličitého (tj. Jeho přeměna na sloučeniny uhlíku) v bakteriální kultuře se zpomaluje téměř pětkrát po napadení bakteriofágy. Podle hrubých odhadů zůstává v důsledku infekce mikroorganismů v atmosféře ročně neabsorbováno až pět miliard tun uhlíku - to je deset procent veškerého uhlíku fixovaného světovým oceánem.
Někteří vědci však poukazují na to, že po ničení bakterií viry jsou zbytky mikroorganismů ponořeny do hloubky, kde jsou procesy vedoucí k uvolňování oxidu uhličitého značně zpomaleny. Tam vylučují železo, fosfor a některé další prvky nezbytné pro výživu fytoplanktonu. Phytoplankton roste a absorbuje více oxidu uhličitého.
„Podle nového schématu celosvětového oběhu organických látek a biogenních prvků vodních ekosystémů ovlivňuje virioplankton (celkový počet všech virů žijících v oceánech) mnoho biogeochemických a ekologických procesů, včetně cyklu výživy, dýchání a distribuce látek v různých částech ekosystému. Při hodnocení cyklu uhlíku a dusíku je nutné vzít v úvahu roli virů, protože jsou důležitou součástí potravinářských sítí, které regulují globální biogeochemické cykly, “uzavírá Elena Likhoshvai.
Cyanobakterie a další mikroskopické mořské fotosyntetiky nyní spotřebovávají asi polovinu veškerého oxidu uhličitého vypouštěného do atmosféry / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva