Tilk merevett sisaldab mitu miljonit mikroorganismi, millest enamikku ei saa vaevalt elusateks nimetada, kuid just need võivad mõjutada muutusi maakera kliimas. RIA Novosti mõistab, miks mereviirused on ohtlikud ja kas tasub nende vastu võidelda.
Mikroorganismid suurusega 60 galaktikat
1989. aastal otsustasid Bergeni ülikooli teadlased vaadata mereveest sadestunud materjalist läbi ülekandeelektronmikroskoobi. Tulemus oli vapustav: selgus, et proovi ühes milliliitris elab umbes 250 miljonit viirust - sada korda rohkem, kui varem arvati, kui viiruseosakesi uuriti kunstlikult kasvatatud bakterimurudel.
„Edasine töö andis veelgi hämmastavamaid tulemusi. Viirused osutusid kõige arvukamateks ookeanides elavateks organismideks - nende arv ulatub kvintilljonitesse (1030). Kui me paneme kõik mere viiruseosakesed ahelasse, venib see üle 60 galaktika,”ütleb Jelena Likhoshvai, bioloogiateaduste doktor, professor, Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali Limnoloogilise Instituudi raku ultrastruktuuri osakonna juhataja.
Kaasaegsed DNA dekodeerimise meetodid on veelgi enam muutnud planeedil elavate viiruste arvu ja mitmekesisuse ideed. 2016. aastal tegid teadlased Californias asuva Ühise Geenivaramu ja riikliku labori. Lawrence Berkeley analüüsis tohutul hulgal andmeid, mis saadi pärast 3000 geograafilisest asukohast pärit proovide metagenoomilist järjestamist - need olid mere-, magevee- ja maapealsed ökosüsteemid. Teadlased on leidnud üle 125 000 viiruse DNA lõigu, mis on teadaolevate viirusgeenide arvu suurendanud 16 korda.
Tagasihoidlik ja väga visad
Reklaamvideo:
Ookeanides on palju rohkem mikroorganisme kui kalu ja mereimetajaid. Mõnede aruannete kohaselt moodustavad need kuni 98 protsenti kogu ookeanilisest biomassist. Ja kõige rohkem on viirusi. Nad nakatavad igal sekundil 1023 triljonit mereelustikku ja tarbivad seega kuni 20 protsenti ookeani biomassist iga päev.
Samal ajal eristatakse viirusi äärmise elujõulisuse ja tagasihoidlikkuse poolest. Need võivad esineda laias temperatuurivahemikus ja kõige ebasoodsamates tingimustes. Näiteks nakkab mere diatomiviirus (Chaetoceros debilis CdebDNAV) isegi miinus 196 kraadi juures. Tsüanofaagid püsivad settes kuni sada aastat ja hiljuti igikeltsades avastatud 30 000-aastane hiiglaslik amööb Pithovirus sibericum suutis endiselt mikroorganisme nakatada.
Lisaks usuti pikka aega, et iga viirus jahib mikroobide koosluses ainult kitsast rühma - ühte või teist tüüpi baktereid. Ameerika teadlased on aga näidanud, et mereviirused pole toidu suhtes nii valivad ja võivad nakatada erinevate perekondade mikroorganisme.
Infektsioonist ei pääse keegi
Need numbrid ja faktid ei tähenda, et puhkus merel piirduks enesetapuga. Ainult üks kuuekümnes kõigist vees leiduvatest viirusosakestest on inimestele ohtlikud. Kalad ja mereimetajad kannatavad mõne all, kuid nende peamine saak on mikroobid, millel on oluline roll maakera kliima kujunemisel.
“On teada, et pärast viiruse rünnakut jäävad CRISPR-i järjestused bakteri genoomi - genoomi väikesed korduvad segmendid, mis on eraldatud transkribeerimata DNA fragmentidega, mis on laenatud võõrastest geenielementidest. Need tagavad uuesti nakatumise "immuunsuse" ja nende olemasolu bakteri genoomis võib järeldada, et see on juba teatud faagiga nakatunud. CRISPRi leidub 40 protsenti bakteritest ja 90 protsenti arhaast,”ütleb Elena Likhoshvay.
Mereviiruse (bakteriofaagi) elutsükli skeem / RIA Novosti illustratsioon. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Mõnede aruannete kohaselt tarbivad sinivetikad, tänu millele kunagi Maale hapnikku ilmusid, ja muud mikroskoopilised merefotosünteetikad tarbivad tänapäeval umbes poole kogu atmosfääri paisatud süsinikdioksiidist. Seetõttu võivad neid ründavad ja hävitavad bakteriofaagiviirused mängida globaalses soojenemises märkimisväärset rolli. Kuid teadusmaailmas pole seni üksmeelt selles, kas see mõju on pluss- või miinusmärk.
Mererandid
Nagu Warwicki ülikooli teadlased leidsid, mõjutab viirusnakkus tõesti sinivetikate fotosünteesi võimeid - süsinikdioksiidi fikseerimine (st selle muundamine süsinikuühenditeks) bakterikultuuris aeglustub pärast bakteriofaagide rünnakut peaaegu viis korda. Ligikaudsete hinnangute kohaselt jääb atmosfääris mikroorganismide nakatumise tagajärjel imendumata kuni viis miljardit tonni süsinikku - see on kümme protsenti kogu ookeanide fikseeritud süsinikust.
Kuid mõned teadlased märgivad, et pärast bakterite hävitamist viiruste abil sukeldatakse mikroorganismide jäänused sügavusele, kus süsinikdioksiidi eraldumiseni viivad protsessid aeglustuvad oluliselt. Seal eritavad nad rauda, fosforit ja mõnda muud fütoplanktoni toitumiseks vajalikku elementi. Fütoplankton kasvab ja neelab rohkem süsihappegaasi.
“Vee ökosüsteemide orgaaniliste ainete ja biogeensete elementide globaalse ringluse uue skeemi kohaselt mõjutab virioplankton (kõigi ookeanides elavate viiruste koguarv) paljusid biogeokeemilisi ja ökoloogilisi protsesse, sealhulgas toitumistsüklit, hingamist ja ainete jaotust ökosüsteemi erinevates osades. Süsiniku ja lämmastiku tsükli hindamisel tuleb arvestada viiruste rolliga, kuna need on oluline osa toiduvõrkudest, mis reguleerivad ülemaailmseid biogeokeemilisi tsükleid,”võtab Elena Likhoshvai kokku.
Sinivetikad ja muud mikroskoopilised merefotosünteetikad tarbivad täna umbes poole kogu atmosfääri paisatud süsihappegaasist / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva
