Теневое правительство. Ученые обнаружили вирусы, которые тайно правят Мировым океаном и климатом
Научпоп16 июня 2022, 08:03
Вирусы — это одна из основ жизни на Земле. Они двигают эволюцию, параллельно адаптируясь к изменениям своих источников жизни — живых организмов, внутри которых они развиваются. Считается, что у вирусов есть три основных функции — уничтожение клеток организма, изменение того, как они работают и перенос генов от одного хозяина к другому.
Геном вируса — то есть, его основа — может быть представлен как ДНК, так и его молекулярным родственником, РНК. РНК-содержащие вирусы считаются более патогенными за счет своей активной изменчивости: к ним относятся вирусы гриппа, Зика, Эбола, гепатита, полиомиелита, коронавирусы и многие другие.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Известно, что ДНК-вирусы оказывают значительное влияние на микробную океаническую жизнь. Однако мы до сих пор практически ничего не знаем об РНК-содержащих вирусах, живущих в океанах.
Именно на них было сосредоточено новое исследование команды ученых из США, Франции, Канады и Японии под руководством Ахмеда Зайеда и Гильермо Домингес-Уэрта из Университета штата Огайо, опубликованное в журнале Science.
Ученые выяснили, что большинство океанических РНК-вирусов инфицируют одноклеточных эукаритов, водоросли, грибы и «в меньшей степени беспозвоночных», объясняет Домингес-Уэрта.
Почему это важно? Именно эти жители океана вытягивают углекислый газ из атмосферы.
Дальше простая логическая цепочка — эти организмы влияют на то, сколько углерода в итоге будет находиться в океане, а заражение вирусами может серьезно повлиять на их фотосинтез и другие функции. Соответственно, это повлияет и на уровень углерода в океане. Фактически, вирусы управляют климатическими изменениями на Земле едва ли не наравне с людьми.
Учитывая, что РНК-вирусов существует огромное количество (предыдущее исследование этой команды ученых насчитало как минимум 5500 различных РНК-вирусов в Мировом океане), нам критически важно понимать, как именно они влияют на океаническую жизнь.
«РНК-вирусы безусловно отыгрывают важную роль, однако обычно мы изучаем лишь небольшую их часть — несколько сотен, которые могут навредить человеку, животным и растениям», — говорит Мэтью Салливан, микробиолог из Университета штата Огайо, участвовавший в исследовании.
Для своих исследований ученые изучили 35 тыс. проб воды, которые были собраны по всем океанам Земли. В образцах было полно планктона, которые часто являются носителями РНК-вирусов. Чтобы их обнаружить, ученые просеяли всю РНК в клетках планктона, чтобы найти геном RdRp — именно этот фрагмент генетического кода существует во всех РНК-вирусах.
В итоге вирусов обнаружилось так много, что ученые разделили их на 10 типов вместо признанных до сих пор пяти.
Далее исследователи выяснили, как именно вирусы распространяются по миру и на какие организмы они нацелены. Оказалось, что существует четыре основных зоны, по которым разделяются вирусы — арктическая, антарктическая, умеренно-тропическая пелагиальная и тропическая-мезопелагиальная.
Самое высокое разнообразие вирусов ученые зафиксировали в полярных зонах — и это несмотря на то, что океаническая жизнь в теплых водах намного более разнообразная. Зайед объясняет это тем, что вирусам, фактически, все равно на температуру воды. Большое количество вирусов на полюсах означает, что им приходится выдерживать жесткую конкуренцию друг с другом за живые организмы, которые должны стать их переносчиками.
Определив, какие именно жители океана становятся жертвами вирусов (грибы, водоросли, простейшие, беспозвоночные и некоторые бактерии), ученые выяснили, что на процесс поглощения углерода влияют около 1200 вирусов. Исследователи делают вывод, что подобные заражения могут оказаться ранее неизвестным важным факторов, который значительно влияет на движение углерода в Мировом океане, ведь вирусы меняют клеточную активность зараженных ими организмов.