В прибрежном иле обнаружены гигантские вирусы, меняющие химию планеты

Неизведанные микроорганизмы поражают неожиданных хозяев и влияют на круговорот углерода и азота.

Китайские учёные совершили неожиданное открытие в приливных отмелях. Там обитает гораздо больше гигантских вирусов, чем предполагалось, включая ранее неизвестное семейство. Исследование опровергает прежние представления о том, что вирусы в прибрежных осадках аналогичны океаническим, пишет Planet Today.

Команда микробиолога Цичао Ту из Шаньдунского университета проанализировала около 200 образцов ила и обработала свыше пяти терабайт генетических данных. В результате было выделено 237 крупных вирусных геномов, некоторые из них насчитывали сотни тысяч букв ДНК, что сопоставимо с генетическим материалом живых клеток.

Обнаруженные вирусы разделились на две группы. Две трети оказались гигантскими вирусами, поражающими одноклеточных водорослей и амёб, а остальные — гигантскими фагами, охотящимися на бактерии и несущими обширный генетический багаж для самостоятельного размножения.

Особый интерес вызвали восемь вирусов, не соответствующих ни одному известному семейству. Исследователи предположили, что это совершенно новая ветвь в порядке Imitervirales. Семь из этих вирусов оказались статистически связаны с членистоногими — крабами, креветками и насекомыми, что указывает на возможную связь между гигантскими вирусами и животными, а не только микробами.

Один из гигантских фагов продемонстрировал удивительную стабильность: его геном, почти идентичный на 99,9%, обнаруживался во всех образцах из портового Циндао независимо от сезона и глубины отбора проб. Это свидетельствует о его исключительной приспособленности к переменчивым условиям илистых отмелей, где дважды в день сменяются приливы и отливы.

Анализ связей между вирусами и потенциальными хозяевами показал, что наиболее сильные ассоциации наблюдаются с грибами и одноклеточными организмами, а не с водорослями, как считалось ранее. При этом случайность играла большую роль в распределении вирусов, чем химические факторы, хотя в местах с обилием носителей эта закономерность ослабевала.

Учёные выявили сотни генов, отвечающих за метаболизм ДНК, аминокислот и сахаров, которые вирусы могут использовать после заражения клетки. Особенно важно, что гигантские вирусы несут гены, связанные с круговоротом углерода и переработкой азота, что напрямую влияет на химический состав прибрежных экосистем.

Хотя остаётся недоказанным, активируются ли эти гены во время инфекции, их присутствие указывает на потенциальную роль вирусов в глобальных биохимических циклах. Открытие ставит перед исследователями новые задачи: теперь необходимо выяснить, каких именно хозяев поражают эти микроорганизмы и насколько существенно они меняют химию прибрежных зон. Очевидно одно: илистые отмели, долгое время остававшиеся вне внимания науки, кипят неожиданной жизнью.