Вирусы являются первым звеном в морской пищевой цепи. От них зависят все организмы, от планктона до больших китов.
Научная экспедиция путешествовала по миру на паруснике, беря пробы воды, чтобы проанализировать биоразнообразие существующих в ней микробов. Таким образом, ученые обнаружили около 200 000 новых типов вирусов, которые могут помочь понять процессы, происходящие в экосистеме этого типа.
В этих водах, занимающих более 70% поверхности планеты, происходят фундаментальные биогеохимические процессы для регуляции экосистем и существования жизни вне моря. Экспедиция пытается проанализировать геном этих микроорганизмов,чтобы выяснить функциональность этих существ и их роль в водных экосистемах.
Сбор проб во время экспедиции
Целью этой великой экспедиции было узнать немного больше о биологическом разнообразии вирусов в океанах и о том, как они распространяются. В прошлом одним из самых больших препятствий при отборе проб этих типов организмов была невозможность выращивать их в лабораторных условиях и таким образом извлекать их ДНК.
Сегодня, благодаря достижениям в биоинформатике и массовому секвенированию геномов организмов,можно узнать генетический материал существ, не имея самого организма.
Это делается благодаря метагеномике окружающей среды. Исследователи взяли образцы воды, в которых мог быть или не быть генетический материал множества организмов, будь то ДНК или РНК. С помощью довольно сложного процесса этот генетический материал можно воспроизвести и сравнить с эталонными геномами, которые существуют в настоящее время.
После того, как весь материал был секвенирован, остались те последовательности, которые потенциально могли принадлежать вирусам, и приступили к идентификации. Таким образом, они пришли к выводу, что в морских водах было как минимум195 728 новых вирусных популяций.
Где обнаружены новые типы вирусов?
Несмотря на небольшой размер вирусов,они играют фундаментальную роль в морских экосистемах и пищевых сетях. Раньше для измерения микробного биоразнообразия изучались только 3 зоны: Гавайская Временные ряды океанов, временные ряды Бермудских островов в Атлантике и временные ряды океанов Сан-Педро.
В этих океанических точках происходят очень важные природные явления для сохранения всех видов. Однако здесь биоразнообразие вирусов скудно, по крайней мере, по сравнению с тем, что было известно после экспедиции.
После отбора проб со всех морей и океанов выделено 5 точек с необычайным вирусным биоразнообразием. 2 из этих точек находятся в Арктике, одна в Антарктике и еще 2 южные. В частности,40% новых типов вирусов находятся в Арктике.
Этот вывод удивителен, так как распределение планетарного биоразнообразия показывает, что чем ближе к экватору, тем выше можно ожидать концентрацию живых существ. С океаническими вирусами все наоборот, потому что на полюсах наблюдается наибольшее биоразнообразие.
Роль вирусов в океанах
Как уже упоминалось, вирусы выполняют очень важную функцию в экосистеме и, в конечном счете, на планете. Эти микроорганизмы являются основой всех морских пищевых цепочек. Однако они не получают того внимания, которого они заслуживают.
В последние годы было проведено множество кампаний по сохранению биоразнообразия океанов. Основная цель этих проектов - сохранить моресамым продуктивным биотопом в мире, от которого зависят все живые организмы на планете
Проблема в том, что во всех случаях целью этих проектов является сохранение животных, находящихся на гораздо более высоких «верхах» в пищевой цепочке. Таким образом, основная цель обычно состоит в регулировании рыболовства, чтобы коммерческие виды не стали непригодными для эксплуатации.
Тем не менее, вирусы все еще там. Конечно, на них влияет загрязнение и повышение глобальной температуры, и неизвестно, какое влияние это может оказать на всю цепочку. Все это усугубляется осознанием того, что наибольшее биоразнообразие вирусов находится в Арктике,регионе планеты, наиболее пострадавшем от климатических изменений
Теперь некоторые организации, такие как Tara Oceans, призывают принимать будущие решения по управлению океаном с учетом вирусов. Это управление будет иметь решающее значение,если мы хотим, чтобы люди и система Земля, как известно, продолжали существовать.