12:41 15 Septembris 2019
Tiešraide
  • USD1.1096
  • RUB71.2243
Virus de hepatitis

Inficētais okeāns: vīrusu armija apdraud planētu

© Flickr/ Jeremy T. Hetzel
Pasaulē
Saņemt īso saiti
124

Bergenes universitātes zinātnieki 1989. gadā nolēma izpētīt transmisijas elektronu mikroskopā no jūras ūdens nogulsnētu materiālu. Rezultāts bija satriecošs: noskaidrojās, ka vienā mililitrā materiāla mīt aptuveni 250 miljoni vīrusu.

RĪGA, 2. janvāris – Sputnik. Piliens jūras ūdens satur vairākus miljonus mikroorganismu. Lielāko daļu no tiem grūti nodēvēt par dzīviem, taču tie spēj ietekmēt klimata pārmaiņas uz Zemes. Alfija Jeņikejeva portālā RIA Novosti centās noskaidrot, kādu risku nes jūrā esošie vīrusi un vai ir vērts ar tiem cīnīties.

Mikroorganismi, kuru izmērs sasniedz 60 galaktikas

Bergenes universitātes zinātnieki 1989. gadā nolēma izpētīt transmisijas elektronu mikroskopā no jūras ūdens nogulsnētu materiālu. Rezultāts bija satriecošs: noskaidrojās, ka vienā mililitrā materiāla mīt aptuveni 250 miljoni vīrusu – simtreiz vairāk nekā tika uzskatīts iepriekš, kad vīrusu daļiņas tika pētītas mākslīgi kultivētu baktēriju barotnē.

"Tālākais darbs deva vēl pārsteidzošāku rezultātu. Izrādījās, ka starp Pasaules okeānā mītošajiem organismiem visbiežāk sastopami vīrusi – to skaits mērāms kvintiljonos (1030). Ja visas jūrā esošās vīrusu daļiņas savirknēt ķēdītē, tā izstiepsies pa 60 galaktikām," – stāsta bioloģijas zinātņu doktore Jeļena Lihošvaja, Krievijas Zinātņu akadēmijas Sibīrijas nodaļas Limnoloģijas institūta Šūnu ultrastruktūras nodaļas vadītāja.

Mūsdienu DNS atšifrēšanas metodes vēl vairāk mainījušas priekšstatus par pasaulē atrodamo vīrusu skaitu un dažādību. 2016. gadā zinātnieki no Apvienotā genoma institūta Kalifornijā un Lourensa Nacionālās laboratorijas Bērklijā izanalizēja milzīgu datu apjomu, kas saņemts pēc paraugu metagenomu sekvencēšanas no trim tūkstošiem ģeogrāfisko vietu – jūras, saldūdens un sauszemes ekosistēmām. Pētnieki konstatēja vairāk nekā 125 tūkstošus vīrusu DNS iecirkņu, un pazīstamo vīrusu gēnu skaits pieauga 16 reizes.

Pieticīgi un ļoti izturīgi

Mikroorganismu Pasaules okeānā ir daudz vairāk nekā zivju un jūras zīdītāju. Daži dati liecina, ka tiem pieder līdz 98% visas biomasas okeānā, kuru starpā vislielākais ir vīrusu skaits. Ik sekundi tie inficē triljardiem (1023) jūras jūras iemītnieku un tādējādi ik dienas iznīcina līdz 20% okeāna biomasas.

Pie tam vīrusi ir ļoti pieticīgi un izturīgi. Tie spēj eksistēt plašā temperatūras diapazonā un nelabvēlīgākajos apstākļos. Piemēram, jūras diatomejas vīruss (Chaetoceros debilis CdebDNAV) inficē pat pie -1960C. Cianofāgi saglabājas nogulsnēs līdz simt gadus, bet gigantiskais amēbas vīruss Pithovirus sibericum, kura vecums mērāms 30 tūkstošos gadu un nesen tika atrasts mūžīgajā sasalumā, vēl joprojām spēja inficēt mikroorganismus.

Ilgu laiku valdīja uzskats, ka katrs vīruss orientēts uz šauru grupu mikrobu "sabiedrībā" – konkrēta veida baktērijām. Taču amerikāņu zinātnieki pierādīja, ka jūras vīrusi nav tik prasīgi ēdienkartes jautājumos un spēj inficēt dažādas dzimtes mikroorganismus.

Nevienam neizbēgt no infekcijas

Šie skaitļi un fakti nebūt neliecina, ka atvaļinājums pludmalē ir savdabīgs pašnāvības veids. Cilvēkam bīstama ir tikai sešdesmitā daļa visu ūdenī mītošo vīrusu daļiņu. No dažiem cieš zivis un jūras zīdītāji, taču viņu galvenais laupījums ir mikrobi, kam ir liela nozīme klimata izveidē uz Zemes.

"Zināms, ka pēc vīrusa uzbrukuma baktērijas genomā saglabājas CRISPR – nelieli atkārtoti genoma fragmenti, ko atdala neatšifrējami DNS fragmenti, kas aizlienēti no svešiem ģenētiskajiem elementiem. Tie nodrošina "imunitāti" pret atkārtotu infekciju, taču, ņemot vērā to esamību baktērijas genomā, iespējams secināt, ka to jau inficējis konkrētais fāgs. CRISPR konstatēti 40% baktēriju un 90% arheju," – stāstīja Jeļena Lihošvaja.

Noteikti dati liecina, ka ciānobaktērijas, pateicoties kurām uz Zemes reiz parādījās skābeklis, un citi mikroskopiskie fotosintētiķi jūrā mūsdienās patērē aptuveni pusi visas atmosfērā izmestās ogļskābās gāzes. Tāpēc bakteriofāgiem, kuri uzbrūk šīm baktērijām un iznīcina tās, var būt liela nozīme globālās sasilšanas procesos. Tiesa, pagaidām zinātnieku aprindās nav vienprātības par to, kā šī ietekme vērtējama – pozitīvi vai negatīvi.

Jūras sanitāri

Pētnieki no Vorikas universitātes noskaidrojuši, ka vīrusu infekcija patiešām ietekmē ciānobaktēriju fotosintēzes īpatnības – ogļskābās gāzes fiksācija (tas ir, gāzes pārvēršana par oglekļa savienojumiem) pēc bakteriofāgu uzbrukuma baktēriju kultūrā palēninās gandrīz pieckārt. Aptuvenas aplēses rāda, ka mikroorganismu inficēšanās rezultātā atmosfērā saglabājas līdz pieci miljardi tonnu oglekļa – 10% visa oglekļa, ko fiksē Pasaules okeāns.

Tiesa, daži zinātnieki norāda, ka pēc tam, kad vīrusi iznīcinājuši baktērijas, mikroorganismu atliekas nogrimst dzīlēs, kur ogļskābās gāzes izdalīšanas procesi ir būtiski palēnināti. Tur tās izdala dzelzi, fosforu un dažus citus fitoplanktona uzturam nepieciešamos elementus. Fitoplanktons savairojas un absorbē vēl lielāku daudzumu ogļskābās gāzes.

"Saskaņā ar organisko vielu un ūdens ekosistēmu biogēno elementu globālā riņķojuma jauno shēmu, virioplanktons (visi Pasaules okeānā mītošie vīrusi) ietekmē lielu skaitu bioģeoķīmisko un ekoloģisko procesu, tostarp arī barošanās, elpošanas un vielu sadalījuma ciklus dažādos ekosistēmas posmos. Oglekļa un slāpekļa riņķojuma vērtējumos jāņem vērā vīrusu loma, jo tas ir svarīgs barības ķēdīšu elements, kas regulē globālos bioģeoķīmiskos ciklus," – secināja profesore Jeļena Lihošvaja.

Galvenie temati