Kapljica morske vode vsebuje več milijonov mikroorganizmov, ki jih večino skoraj ne moremo imenovati žive, toda ravno ti lahko vplivajo na spremembo podnebja Zemlje. RIA Novosti razume, zakaj so morski virusi nevarni in ali se je proti njim vredno boriti.
Mikroorganizmi velikosti 60 galaksij
Leta 1989 so se znanstveniki z univerze v Bergenu odločili, da bodo s pomočjo prenosnega elektronskega mikroskopa pogledali material, oborjen iz morske vode. Rezultat je bil osupljiv: izkazalo se je, da v enem mililitru vzorca živi približno 250 milijonov virusov - stokrat več, kot se je prej mislilo, ko so na umetno gojenih bakterijskih tratah preučevali virusne delce.
„Nadaljnje delo je dalo še bolj neverjetne rezultate. Izkazalo se je, da so virusi najštevilčnejši organizmi, ki živijo v oceanih - njihovo število sega do petinjonov (1030). Če damo vse morske virusne delce v verigo, se bodo raztezale čez 60 galaksij, «pravi Elena Likhoshvai, doktorica bioloških znanosti, profesorica, vodja oddelka za celično ultrastrukturo Liminološkega inštituta Sibirske veje Ruske akademije znanosti.
Sodobne metode dekodiranja DNK so še bolj spremenile predstavo o številu in raznolikosti virusov, ki živijo na planetu. Leta 2016 so znanstveniki iz Instituta Joint Genome v Kaliforniji in Nacionalnega laboratorija. Lawrence iz Berkeleyja je analiziral ogromno podatkov, ki so jih dobili po metagenomskem zaporedju vzorcev s treh tisoč geografskih lokacij - to so bili morski, sladkovodni in kopenski ekosistemi. Raziskovalci so našli več kot 125.000 odsekov virusne DNK, kar je število znanih virusnih genov povečalo za 16-krat.
Nezahtevno in zelo trmasto
Promocijski video:
V oceanih je veliko več mikroorganizmov kot rib in morskih sesalcev. Po nekaterih poročilih predstavljajo do 98 odstotkov vse oceanske biomase. In najbolj številni so virusi. Vsako sekundo okužijo 1023 bilijonov morskega življenja in tako vsak dan porabijo do 20 odstotkov oceanske biomase.
Hkrati se viruse odlikujeta izjemna vitalnost in nezahtevnost. Obstajajo lahko v širokem temperaturnem območju in v najbolj neugodnih pogojih. Na primer, morski diatomski virus (Chaetoceros debilis CdebDNAV) še naprej okuži tudi pri minus 196 stopinjah Celzija. Cianofagi preživijo v sedimentih do sto let, 30.000 let stara orjaška ameba Pithovirus sibericum, ki so jo pred kratkim odkrili v večni zmrzali, je bila še vedno sposobna okužiti mikroorganizme.
Poleg tega je dolgo časa veljalo, da vsak virus lovi le ozko skupino znotraj mikrobne skupnosti - ene ali druge bakterije. Vendar so ameriški znanstveniki dokazali, da morski virusi niso tako izbirčni do hrane in lahko okužijo mikroorganizme različnih rodov.
Nihče ne uide okužbi
Te številke in dejstva ne pomenijo, da dopust na morju meji na samomor. Le ena šestdeseta od vseh virusnih delcev, ki jih najdemo v vodi, je nevarna za ljudi. Ribe in morski sesalci trpijo zaradi nekaterih, njihov glavni plen pa so mikrobi, ki igrajo pomembno vlogo pri oblikovanju podnebja Zemlje.
Znano je, da po virusnem napadu CRISPR sekvence ostanejo v bakterijskem genomu - majhni ponavljajoči segmenti genoma, ločeni z neopisanimi fragmenti DNK, izposojenih iz tujih genetskih elementov. Zagotavljajo „imuniteto“za ponovno okužbo in po njihovi prisotnosti v genomu bakterije lahko sklepamo, da je bila že okužena z določenim fagom. CRISPR najdemo v 40 odstotkih bakterij in 90 odstotkov arhej, “pravi Elena Likhoshvay.
Diagram življenjskega cikla morskega virusa (bakteriofag) / Ilustracija RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Po nekaterih poročilih cianobakterije, zahvaljujoč kateri se je na Zemlji nekoč pojavil kisik, in drugi mikroskopski morski fotosintetiki danes porabijo približno polovico vsega ogljikovega dioksida, ki se sprosti v ozračje. Zato lahko virusi bakteriofaga, ki jih napadajo in uničujejo, igrajo pomembno vlogo pri globalnem segrevanju. Vendar v znanstvenem svetu doslej ni soglasja, ali je ta vpliv znak plus ali minus.
Morski svečeniki
Kot so ugotovili raziskovalci z univerze v Warwicku, virusna okužba resnično vpliva na fotosintetske sposobnosti cianobakterij - fiksacija ogljikovega dioksida (torej njegova pretvorba v ogljikove spojine) se v bakterijski kulturi upočasni skoraj petkrat po napadu bakteriofagov. Po grobih ocenah lahko zaradi okužbe mikroorganizmov v atmosferi do pet milijard ton ogljika letno ne more biti absorbirano - to je deset odstotkov vsega ogljika, ki ga določajo oceani.
Vendar nekateri znanstveniki poudarjajo, da ostanki mikroorganizmov po uničevanju bakterij z virusi potopimo do globine, kjer se procesi, ki vodijo do sproščanja ogljikovega dioksida, močno upočasnijo. Tam izločajo železo, fosfor in nekatere druge elemente, potrebne za prehrano fitoplanktona. Fitoplankton raste in absorbira več ogljikovega dioksida.
„Po novi shemi globalnega kroženja organskih snovi in biogenih elementov vodnih ekosistemov virioplankton (celota vseh virusov, ki naseljujejo svetovni ocean) vpliva na številne biogeokemične in ekološke procese, vključno s krogom hrane, dihanjem in distribucijo snovi v različnih delih ekosistema. Pri ocenjevanju ogljikovega in dušikovega cikla je treba upoštevati vlogo virusov, saj so pomemben del živilskih mrež, ki uravnavajo globalne biogeokemične cikle, «zaključuje Elena Likhoshvai.
Cianobakterije in druga mikroskopska morska fotosintetika porabijo približno polovico vsega ogljikovega dioksida, ki se sprosti v ozračje / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfija Enikeeva