В борьбе за океаническое дно победили вирусы

Исследование микроорганизмов, обитающим на морском дне, позволило объяснить, почему эта экологическая ниша так слабо заселена. Международная группа ученых выяснила, что большая часть донных бактерий заражена вирусами, которые не позволяют образоваться остальным звеньям пищевой цепи. Работа исследователей опубликована в журнале Nature. Основные результаты приводит журнал New Scientist.

Исследование, проведенное в 1998 году, показало, что от 30 до 45 процентов всех бактериальных источников углерода содержится в глубоководных бактериях, обитающих в верхних слоях донных отложений. Помимо углерода бактериальная биомасса богата азотом и фосфором. В то же время, в других работах было выявлено, что эти запасы практически не используются другими обитателями глубин. До сих пор ученые не могли объяснить этот парадокс.

Роберт Дановаро (Roberto Danovaro) из Политехнического университета Марке и его коллеги собрали образцы морского дна в разных частях планеты. После проведения анализов выяснилось, что в верхних слоях донных отложений (несколько сантиметров) содержится огромное количество вирусов. Расчеты показали, что, в среднем, один грамм отложений содержит около миллиарда вирусных частиц. Это значение оставалось практически постоянным независимо от место отбора образца. В частности, исследователи проверили грунт прибрежных зон и отложения с глубины около шести километров.

Большая часть обнаруженных вирусов инфицировала бактерии. Такие вирусы получили название фагов. Попав в бактериальную клетку, вирус подстраивает под себя ее генный аппарат и "заставляет" копировать вирусные гены и синтезировать вирусные белки. Когда клетка заполняется готовыми вирусными частицами, ее стенка разрывается, и они выходят наружу. Таким образом, заключенные в клетке питательные вещества попадают в окружающую среду, а не к другим организмам. В таком виде использовать их могут только другие - еще неинфицированные - бактерии. Исследователи установили, что активность вирусов возрастает с глубиной.

Данная работа перекликается с недавними исследованиями, в которых было показано, что на бактериях, обитающих в морских гидротермальных источниках, известных как "черные курильщии", также паразитируют фаги. До сих пор в микроорганизмах морских экосистем не удавалось обнаружить фагов.