En dråpe sjøvann inneholder flere millioner mikroorganismer, hvorav de fleste knapt kan kalles levende, men det er de som kan påvirke endringen i jordens klima. RIA Novosti forstår hvorfor marine virus er farlige og om det er verdt å bekjempe dem.
Mikroorganismer på størrelse med 60 galakser
I 1989 bestemte forskere fra Universitetet i Bergen seg for å se gjennom et transmisjonselektronmikroskop på materialet som ble utfelt fra sjøvann. Resultatet var fantastisk: det viste seg at omtrent 250 millioner virus lever i en milliliter av prøven - hundre ganger mer enn det tidligere var antatt da viruspartikler ble studert på kunstig dyrkede bakterieplener.
- Videre arbeid ga enda mer fantastiske resultater. Virus viste seg å være de mest tallrike organismer som lever i verdenshavene - antallet deres går til kvintillioner (1030). Hvis vi legger alle marine virale partikler i en kjede, vil de strekke seg over 60 galakser, sier Elena Likhoshvai, doktor i biologiske vitenskaper, professor, leder for avdelingen for celle Ultrastruktur ved Limnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences.
Moderne metoder for å avkode DNA har enda mer endret ideen om antall og forskjellige virus som lever på planeten. I 2016 forskere fra Joint Genome Institute i California og National Laboratory. Lawrence Berkeley analyserte en enorm mengde data innhentet etter metagenom sekvensering av prøver fra 3000 geografiske lokasjoner - dette var marine, ferskvann og terrestriske økosystemer. Forskere har funnet over 125 000 seksjoner med viralt DNA, noe som har økt antallet kjente virusgener med 16 ganger.
Upretensiøs og veldig seig
Salgsfremmende video:
Det er mye mer mikroorganismer i verdenshavene enn fisk og sjøpattedyr. I følge noen rapporter utgjør de opptil 98 prosent av all havmiljø. Og de fleste er virus. De smitter 1023 billioner av livet i havet hvert sekund og konsumerer dermed opptil 20 prosent av biomassen i havet hver dag.
Samtidig skilles virus av ekstrem vitalitet og upretensiøsitet. De kan eksistere over et bredt temperaturområde og under de mest ugunstige forhold. For eksempel fortsetter det marine diatomviruset (Chaetoceros debilis CdebDNAV) å infisere selv ved minus 196 grader celsius. Cyanofager overlever i sedimenter i opptil hundre år, og den 30 000 år gamle gigantiske amøben Pithovirus sibericum, som nylig ble oppdaget i permafrost, var fremdeles i stand til å infisere mikroorganismer.
I tillegg trodde man i lang tid at hvert virus bare jakter en smal gruppe innen det mikrobielle samfunnet - bakterier av en eller annen art. Imidlertid har amerikanske forskere vist at marine virus ikke er så kresen med mat og kan infisere mikroorganismer av forskjellige slekter.
Ingen slipper unna smitte
Disse tallene og fakta betyr ikke at en sjøferie grenser til selvmord. Bare en sekstiende av alle virale partikler som finnes i vann er farlige for mennesker. Fisk og sjøpattedyr lider av noen, men deres viktigste byttedyr er mikrober, som spiller en viktig rolle i dannelsen av jordens klima.
"Det er kjent at CRISPR-sekvenser etter et virusangrep forblir i bakterien genom - små repeterende segmenter av genomet, atskilt med ikke-transkriberte DNA-fragmenter lånt fra fremmede genetiske elementer. De gir "immunitet" mot infeksjon på nytt, og ved deres tilstedeværelse i bakteriets genom kan man konkludere med at den allerede har blitt infisert med en viss fag. CRISPR finnes i 40 prosent av bakteriene og 90 prosent av archaea, sier Elena Likhoshvay.
Diagram over livssyklusen til et marint virus (bakteriofag) / Illustrasjon av RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logoer2012.
Ifølge noen rapporter bruker cyanobakterier, takket være det oksygen en gang dukket opp på jorden, og andre mikroskopiske marine fotosyntetiske stoffer i dag omtrent halvparten av alt karbondioksid som frigjøres i atmosfæren. Derfor kan bakteriofagevirus som angriper og ødelegger dem spille en betydelig rolle i global oppvarming. Så langt i den vitenskapelige verden er det imidlertid ingen enighet om hvorvidt denne påvirkningen er et pluss- eller minustegn.
Havets ordensregler
Som forskere fra University of Warwick fant ut, påvirker virusinfeksjon virkelig de fotosyntetiske evnene til cyanobakterier - fiksering av karbondioksid (det vil si omdannelse til karbonforbindelser) i bakteriekulturen bremser nesten fem ganger etter angrepet av bakteriofager. I følge grove anslag, som et resultat av infeksjon av mikroorganismer i atmosfæren, forblir opptil fem milliarder tonn karbon uabsorbert årlig - dette er ti prosent av alt karbon som fikseres av verdenshavene.
Imidlertid påpeker noen forskere at etter ødeleggelse av bakterier av virus, blir restene av mikroorganismer nedsenket til en dybde der prosessene som fører til frigjøring av karbondioksid reduseres kraftig. Der utskiller de jern, fosfor og noen andre elementer som er nødvendige for planteplanktonernæring. Planteplankton vokser og tar opp mer karbondioksid.
I henhold til den nye ordningen for global sirkulasjon av organisk materiale og biogene elementer i akvatiske økosystemer, påvirker virioplankton (totaliteten til alle virus som bor i verdenshavet) mange biogeokjemiske og økologiske prosesser, inkludert syklusen av ernæring, respirasjon og distribusjon av stoffer i forskjellige deler av økosystemet. I vurderingen av karbon- og nitrogensyklusen er det nødvendig å ta hensyn til virusenes rolle, siden de er en viktig del av matvev som regulerer globale biogeokjemiske sykluser, oppsummerer Elena Likhoshvai.
Cyanobakterier og andre mikroskopiske marine fotosyntetika bruker i dag omtrent halvparten av alt karbondioksid som frigjøres i atmosfæren / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva
