Группа ученых из Гавайского университета в Школе океанологии и наук о Земле Маноа (SOEST) впервые показала, что многие новые вирусы присутствуют в жидкостях, циркулирующих глубоко в каменистой коре. морское дно, известное как подвал океана. Их недавно опубликованное исследование также свидетельствует о том, что вирусы активно заражают многие необычные микроорганизмы, обитающие в подвале.
Вирусы часто воспринимаются как неприятность из-за знакомых болезней, которые они вызывают - например, простуда и грипп. Однако вирусы заражают все живое на Земле, и вирусные инфекции были одной из главных созидательных сил, формирующих природу жизни на нашей планете. Первые вирусы, вероятно, возникли на заре жизни миллиарды лет назад. Через безжалостные циклы инфекций вирусы способствовали эволюции разнообразной жизни на нашей планете, и их влияние продолжается и по сей день.
«Океанский подвал был одним из последних крупных мест обитания на Земле, для которого у нас не было информации о количестве и типах присутствующих вирусов», - сказала ведущий автор Оливия Нигро, исследователь океанографии с докторской степенью. «Объем воды, которая движется под морским дном через дно океана, огромен. Годовой объем воды эквивалентен стоку всех рек на планете вместе взятых».
Гидротермальные жерла и шлейфы, такие как найденные на Гавайях на подводной горе Лихи, являются наиболее ярким свидетельством этого течения.
«Несмотря на огромные масштабы потока через морское дно и его важность для понимания химического баланса наших океанов, наше представление о необычных микроорганизмах, которые живут в этой жидкости, и о том, как они взаимодействуют, все еще очень схематично», - сказал Григ. Стюард, профессор океанографии и ведущий исследователь проекта.
Очень сложно получить чистый образец воды из камней, погребенных под сотнями футов отложений на дне Тихого океана. Для этого команда воспользовалась устройствами, предназначенными для закупорки отверстий, пробуренных глубоко в морском дне, которые называются комплектами модернизации циркуляции, или ПРОБКАМИ. Нижняя часть ПРОБОК изолирует жидкости в подвале и транспортирует образцы этой жидкости к порту для отбора проб, который возвышается на несколько метров над морским дном. Отобранные пробки находились на глубине более полутора миль под океаном, и для их соединения с сосудами для проб, открытия и закрытия клапанов и возврата образцов на поверхность требовался автономный подводный аппарат.
Исследователи использовали микроскоп и анализ ДНК, чтобы подсчитать и охарактеризовать вирусы в жидкостях и обнаружить вирусную ДНК внутри клеток. Эта новаторская работа позволила впервые взглянуть на разнообразные и необычные вирусы, заражающие микроорганизмы в теплой базальтовой коре, которая составляет основу Гавайских островов. Удивительно, но многие из них напоминают лимоновидные и палочковидные вирусы, обнаруженные в горячих источниках на суше, например, в Йеллоустонском национальном парке, хотя эти два места обитания находятся очень далеко друг от друга.
«Одним из вероятных мест происхождения первых живых клеток и вирусов было гидротермально активное морское дно», - сказал Нигро. «Анализ вирусов из этой отдаленной среды обитания помогает нам конкретизировать глубокие ветви генеалогического древа вирусов, чтобы мы могли лучше понять их происхождение, их вклад в историю жизни и то, как они влияют на деятельность микробной жизни в земной коре».
«Данные, которые мы получили, дают представление о природе микробного мира, скрытого глубоко в корнях этих вулканических островов», - сказал Стюард. «Взаимодействуя с горными породами и водой, эти глубокоживущие сообщества микробов и их вирусов являются невидимыми инженерами, вносящими свой вклад в химический баланс наших океанов."