08:59 12 Grudzień 2018
Na żywo
    Krople wody

    Ocean aż kipi od bakterii: armia wodnych wirusów zagraża planecie

    CC0 / Pixabay
    Świat
    Krótki link
    1100

    Kropla morskiej wody zawiera kilka milionów mikroorganizmów, z których większość trudno nawet nazwać żywymi, ale to właśnie one mogą wpływać na zmianę klimatu na ziemi.

    Dlaczego morskie wirusy są niebezpieczne, czy trzeba z nimi walczyć?

    Nowoczesne metody odczytu DNA zmieniły wyobrażenia o liczbie i różnorodności wirusów występujących na planecie. W 2016 roku naukowcy ze Zjednoczonego Instytutu w Kalifornii i Laboratorium Narodowego im. Lawrence'a w Berkeley przeanalizowali ogromny masyw danych uzyskanych po sekwencjonowaniu metagenomowym próbek z 3 tys. punktów geograficznych — były to ekosystemy morskie, słodkowodne i naziemne. Naukowcy odkryli ponad 125 tys. odcinków wirusowych DNA, co 16-krotnie powiększyło liczbę znanych genów wirusowych.

    Niewymagające i bardzo odporne 

    Mikroorganizmów w oceanie światowej jest więcej niż ryb i morskich ssaków. Według niektórych danych przypada na nich do 98% całej biomasy oceanicznej. Najliczniejsze są wirusy. Co sekundę zarażają tryliardy mieszkańców morskich i w ten sposób codziennie zabijają do 20% biomasy oceanicznej.

    Jednocześnie wirusy cechuje wyjątkowa odporność, poza tym są niewymagające. Mogą istnieć w szerokim przedziale temperatur i w najtrudniejszych warunkach. Na przykład wirus okrzemek morskich (Chaetoceros debilis CdebDNAV) może zarażać nawet przy —196 stopni Celsjusza. Cyjanofagi zachowują się w osadzie do 100 lat, natomiast gigantyczny wirus Pithovirus sibericum mający 30 tys. lat stosunkowo niedawno odkryty w wiecznej zmarzlinie nadal był w stanie zarażać mikroorganizmy.

    Poza tym przez dłuższy czas uważano, że każdy wirus poluje tylko na wąską grupę środowiska mikrobowego — bakterie tego bądź innego gatunku. Jednak amerykańscy naukowcy dowiedli, że morskie wirusy nie są tak wybredne w odżywianiu się i mogą zarażać mikroorganizmy różnych gatunków. 

    Nikt nie uniknie zarażenia 

    Krym, Chersonez Taurydzki
    © Sputnik . Vladimir Astapkovich
    Te liczby i fakty wcale nie oznaczają, że urlop nad morzem równa się samobójstwu. Jedynie jedna sześćdziesiąta cześć wszystkich cząstek wirusowych występujących w wodzie jest groźna dla człowieka. Wskutek niektórych cierpią ryby i morskie ssaki, lecz podstawowe ich pożywienie to mikroby odgrywające ważną rolę w tworzeniu ziemskiego klimatu. „Wiadomo, że po ataku wirusa w genomie bakterii pozostają sekwencje CRISPR — niewielkie powtarzające się odcinki genomu podzielone nietranskrybowanymi odcinkami DNA zapożyczonymi od obcych elementów genetycznych. Zapewniają odporność na powtórne zarażenie i na podstawie ich obecności w genomie bakterii można wnioskować, że już była zarażona przez konkretny fag. CRISPR wykryto u 40% bakterii i 90% archeonów" — mówi Elena Lichoszwaj.

    Według niektórych danych sinice, dzięki którym na Ziemi kiedyś pojawił się tlen oraz inne mikroskopijne morskie bakterie fotosyntetyczne obecnie spożywają około połowy całego wydzielanego do atmosfery dwutlenku węgla. Dlatego wirusy-bakteriofagi atakujące i niszczące je mogą odgrywać znaczną rolę w procesach globalnego ocieplenia. Zresztą na razie w środowisku naukowym nie ma zgody co do tego, czy ten wpływ jest pozytywny czy negatywny.

    Jak ustalili badacze z Uniwersytetu Warwicka, zarażenie wirusowe rzeczywiście odbija się na zdolnościach fotosyntetycznych sinic — fiksacja dwutlenku węgla (czyli jego transformacja w związki węgla) w kulturze bakteryjnej spowalnia się po ataku bakteriofagów prawie pięciokrotnie. Według wstępnych ocen w wyniku zarażenia mikroorganizmów w atmosferze corocznie pozostaje niepochłoniętych do 5 mld ton węgla, co stanowi 10% całego węgla zatrzymywanego przez ocean światowy.

    Donald Tusk
    © Sputnik . Алексей Витвицкий
    Zresztą niektórzy naukowcy podkreślają, że po zniszczeniu bakterii przez wirusy resztki mikroorganizmów zanurzają się na głębokość, gdzie procesy prowadzące do wydzielenia dwutlenku węgla znacznie się spowalniają. Wydzielają tam żelazo, fosfor i niektóre inne elementy, którymi żywi się fitoplankton. Fitoplankton rozrasta się i pochłania jeszcze więcej dwutlenku węgla.

    „Zgodnie z nowym schematem globalnej przemiany substancji organicznej i elementów biogennych wodnych ekosystemów, wirioplankton (całokształt wszystkich wirusów występujących w oceanie światowym) wpływa na wiele procesów ekologicznych włącznie z cyklem odżywiania, oddychania i podziału substancji w różnych częściach ekosystemu. Oceniając przemianę węgla i azotu należy brać pod uwagę rolę wirusów, ponieważ są ważną częścią łańcuchów żywieniowych regulującą globalne cykle biogeochemiczne" — podsumowuje Elena Lichoszwaj. 

    Zobacz również:

    Gigantyczne wirusy: jakie stworzenia ukrywają się w wiecznej zmarzlinie
    Wirusy kosmiczne istnieją
    Śmiertelny wirus stawia ludzkość na krawędzi unicestwienia
    Rozszyfrowano DNA „chilijskiego kosmity" (foto)
    Tagi:
    ocean, wirus, nauka, badania, DNA, Ziemia, USA
    Standardy społecznościDyskusja
    Komentarz przez FacebookKomentarz przez Sputnik
    • Komentarz