Setetes air laut mengandungi beberapa juta mikroorganisma, yang kebanyakannya hampir tidak dapat disebut hidup, tetapi inilah yang dapat mempengaruhi perubahan iklim bumi. RIA Novosti memahami mengapa virus laut berbahaya dan adakah pantas memerangi mereka.
Mikroorganisma berukuran 60 galaksi
Pada tahun 1989, saintis dari University of Bergen memutuskan untuk melihat mikroskop elektron transmisi pada bahan yang diendapkan dari air laut. Hasilnya menakjubkan: ternyata sekitar 250 juta virus hidup dalam satu mililiter sampel - seratus kali lebih banyak daripada yang difikirkan sebelumnya ketika zarah virus dikaji di rumput bakteria buatan.
Kerja lebih jauh memberikan hasil yang lebih menakjubkan. Virus ternyata menjadi organisma yang paling banyak hidup di lautan - jumlahnya mencapai quintillions (1030). Sekiranya kita meletakkan semua zarah virus laut dalam rantai, ia akan meregangkan lebih dari 60 galaksi,”kata Elena Likhoshvai, Doktor Sains Biologi, profesor, ketua jabatan ultrastruktur sel Institut Limnologi Institut Sains Cabang Siberia dari Akademi Sains Rusia.
Kaedah moden untuk menyahkod DNA telah mengubah idea bilangan dan pelbagai virus yang hidup di planet ini. Pada tahun 2016, saintis dari Joint Genome Institute di California dan National Laboratory. Lawrence di Berkeley menganalisis sejumlah besar data yang diperoleh setelah penjujukan metagenomik sampel dari 3.000 lokasi geografi - ini adalah ekosistem laut, air tawar dan darat. Para penyelidik telah menemui lebih dari 125,000 bahagian DNA virus, yang telah meningkatkan jumlah gen virus yang diketahui sebanyak 16 kali.
Tidak bersahaja dan sangat gigih
Video promosi:
Terdapat lebih banyak mikroorganisma di lautan daripada ikan dan mamalia laut. Menurut beberapa laporan, mereka menyumbang hingga 98 persen dari semua biomas lautan. Dan yang paling banyak adalah virus. Mereka menjangkiti 1023 trilion kehidupan laut setiap saat dan dengan itu memakan hingga 20 peratus biomas laut setiap hari.
Pada masa yang sama, virus dibezakan oleh daya hidup yang luar biasa dan tidak bersahaja. Mereka boleh wujud dalam julat suhu yang luas dan dalam keadaan yang paling tidak baik. Sebagai contoh, virus diatom laut (Chaetoceros debilis CdebDNAV) terus menjangkiti walaupun pada suhu minus 196 darjah Celsius. Cyanophages bertahan dalam sedimen hingga seratus tahun, dan amoeba gergasi berusia 30,000 tahun Pithovirus sibericum, yang baru-baru ini ditemui di permafrost, masih mampu menjangkiti mikroorganisma.
Di samping itu, sejak sekian lama dipercayai bahawa setiap virus hanya memburu kumpulan yang sempit dalam komuniti mikroba - bakteria satu jenis atau yang lain. Walau bagaimanapun, saintis Amerika telah menunjukkan bahawa virus laut tidak begitu memilih makanan dan boleh menjangkiti mikroorganisma dari genera yang berbeza.
Tidak ada yang terlepas dari jangkitan
Nombor dan fakta ini tidak bermaksud percutian di laut bersempadan dengan bunuh diri. Hanya satu enam puluh dari semua zarah virus yang terdapat di dalam air berbahaya bagi manusia. Ikan dan mamalia laut menderita beberapa, tetapi mangsa utamanya adalah mikroba, yang memainkan peranan penting dalam pembentukan iklim bumi.
"Telah diketahui bahawa setelah serangan virus, urutan CRISPR tetap ada di genom bakteria - segmen genom berulang kecil, dipisahkan oleh serpihan DNA yang tidak ditranskripsikan yang dipinjam dari unsur genetik asing. Mereka memberikan "kekebalan" terhadap infeksi semula, dan dengan kehadirannya dalam genom bakteria, seseorang dapat menyimpulkan bahawa ia telah dijangkiti fag tertentu. CRISPR terdapat dalam 40 peratus bakteria dan 90 persen archaea,”kata Elena Likhoshvay.
Diagram kitaran hidup virus laut (bacteriophage) / Ilustrasi oleh RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logo2012.
Menurut beberapa laporan, cyanobacteria, berkat oksigen yang pernah muncul di Bumi, dan fotosintetik laut mikroskopik lain hari ini menggunakan sekitar separuh daripada semua karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfera. Oleh itu, virus bakteriofag yang menyerang dan memusnahkannya dapat memainkan peranan penting dalam pemanasan global. Namun, sejauh ini dalam dunia saintifik tidak ada konsensus mengenai apakah pengaruh ini adalah tanda tambah atau tolak.
Pesanan laut
Seperti yang diketahui oleh penyelidik dari University of Warwick, jangkitan virus benar-benar mempengaruhi kemampuan fotosintesis cyanobacteria - penetapan karbon dioksida (iaitu penukarannya menjadi sebatian karbon) dalam kultur bakteria melambatkan hampir lima kali selepas serangan bakteriofag. Menurut anggaran kasar, akibat jangkitan mikroorganisma di atmosfer, sehingga lima bilion tan karbon tetap tidak diserap setiap tahun - ini adalah sepuluh peratus daripada semua karbon yang diperbaiki oleh lautan.
Walau bagaimanapun, beberapa saintis menunjukkan bahawa setelah pemusnahan bakteria oleh virus, sisa mikroorganisma direndam ke kedalaman di mana proses yang membawa kepada pembebasan karbon dioksida sangat perlahan. Di sana mereka mengeluarkan zat besi, fosforus dan beberapa unsur lain yang diperlukan untuk pemakanan fitoplankton. Fitoplankton tumbuh dan menyerap lebih banyak karbon dioksida.
Menurut skema baru peredaran global bahan organik dan unsur biogenik ekosistem akuatik, virioplankton (jumlah semua virus yang mendiami Lautan Dunia) mempengaruhi banyak proses biogeokimia dan ekologi, termasuk kitaran pemakanan, pernafasan dan pengedaran bahan di pelbagai bahagian ekosistem. Dalam menilai siklus karbon dan nitrogen, perlu mempertimbangkan peranan virus, karena merupakan bagian penting dari jaring makanan yang mengatur siklus biogeokimia global,”kata Elena Likhoshvai.
Cyanobacteria dan fotosintetik laut mikroskopik lain hari ini menggunakan kira-kira separuh daripada semua karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfera / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva
