Международная группа провела первое в истории глобальное исследование экологического разнообразия вирусов в океанах во время экспедиций на борту одной парусной лодки «Тара». Они идентифицировали почти 200 000 видов морских вирусов, что значительно превышает 15 000, известных из предыдущих исследований океана в этих водах, и примерно 2 000 геномов, доступных для культивируемых вирусов микробов. Их результаты, опубликованные 25 апреля в журнале Cell, имеют значение для понимания различных вопросов, от эволюции до изменения климата, потому что они помогают создать новую картину нашей планеты и того, как на нее могут влиять взаимодействия между организмами.
«Вирусы - это крошечные штуки, которые вы даже не можете увидеть, но поскольку они присутствуют в таком огромном количестве, они действительно имеют значение», - говорит старший автор Мэтью Салливан (@Lab_Sullivan), микробиолог из Университета Огайо. Государственный университет. «Мы разработали карту распространения, которая является основополагающей для всех, кто хочет изучить, как вирусы манипулируют экосистемой. В наших выводах нас многое удивило».
Среди сюрпризов было существование почти 200 000 видов морских вирусов. Кроме того, анализ метасообщества показал, что вирусы были организованы в пять различных экологических зон по всему океану, что было неожиданно, учитывая жидкую природу океанов и сложность многих морских регионов. Кроме того, несмотря на парадигму более крупных организмов, согласно которой разнообразие видов является самым высоким вблизи экватора и самым низким вблизи полюсов, исследователи собрали большое количество образцов в Арктике по сравнению с предыдущими исследованиями жизни океана и обнаружили горячую точку биоразнообразия в Северном Ледовитом океане.
Образцы были собраны в период с 2009 по 2013 год на Таре в рамках проекта Tara Oceans. Начатый в 2006 году проект Tara направлен на проведение уникальной и инновационной науки об океане с целью прогнозирования и более точного прогнозирования последствий изменения климата. В настоящее время меняющаяся группа ученых проводила время на лодке, собирая образцы океанской воды с разных глубин во многих географических регионах. После сбора образцы для этого исследования были отфильтрованы и отправлены примерно в дюжину различных лабораторий для анализа.
Следователи исследовали не только образцы воды на наличие вирусов, но и других микробов и прочей живности. «Мы отфильтровали образцы для анализа организмов размером от вирусов до рыбьей икры», - говорит Салливан. Он добавляет, что скоро будут опубликованы документы, сообщающие о некоторых других микробных компонентах из образцов.
Другим примечательным аспектом проекта было большое количество образцов, собранных в Арктике, что не было частью более ранних исследований жизни океана.
Это исследование имеет большое значение для понимания того, как океанические микроорганизмы влияют на атмосферу Земли. «За последние 20 лет или около того мы узнали, что половина кислорода, которым мы дышим, поступает из морских организмов», - отмечает Салливан. «Кроме того, океаны поглощают половину углекислого газа из атмосферы».
«Из-за сложного химического состава повышенный уровень углекислого газа на поверхности окисляет океаны», - добавляет Салливан. «Однако, если вместо этого углекислый газ будет преобразован в органический углерод и биомассу, то он может превратиться в частицы и погрузиться в глубокие океаны. Это хороший результат для смягчения последствий изменения климата, вызванного деятельностью человека, и мы узнаем, что вирусы могут помочь облегчить Новая карта местонахождения этих вирусов может помочь нам понять этот океанический углеродный «насос» и, в более широком смысле, биогеохимию, влияющую на планету».
Исследователи говорят, что наличие более полной картины распространения и численности морских вирусов поможет им определить, на каких вирусах им следует сосредоточиться для дальнейших исследований. Кроме того, карты, основанные на этом исследовании, устанавливают основу для дальнейших усилий по сбору данных, что может помочь ответить на вопросы о том, как уровни микроорганизмов меняются с течением времени в ответ как на сезонные колебания, так и на изменение климата..
«Предыдущие модели океанских экосистем обычно игнорировали микробы и редко включали вирусы, но теперь мы знаем, что они являются жизненно важным компонентом, который необходимо включить», - заключает Салливан..