Последние исследования показывают, что вирусы, атакующие микроорганизмы, оказывают влияние на изменение климата, играя ключевую роль в круговороте метана — мощного парникового газа — в окружающей среде.
Анализируя почти 1000 наборов данных метагеномной ДНК из различных мест обитания, включая озера и внутреннюю часть коровьего желудка, исследователи обнаружили, что микробные вирусы обладают специальными генетическими элементами, регулирующими процессы метана, известными как вспомогательные метаболические гены (AMG). Количество этих генов может различаться в зависимости от среды обитания организмов, что указывает на разнообразное влияние вирусов на окружающую среду.
Это открытие добавляет важную информацию для лучшего понимания того, как метан перемещается в различных экосистемах, отмечает Чжипин Чжун, ведущий автор исследования и научный сотрудник Центра полярных и климатических исследований Берда при Университете штата Огайо.
Чжун, который является микробиологом и изучает адаптацию микробов к различным средам, отмечает:
Понимание роли микроорганизмов в процессах метаболизма метана крайне важно. Микробы изучаются уже десятилетиями, но исследования в области вирусов все еще недостаточно развиты, и нам нужно углубить свои знания.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Вирусы оказывают влияние на экологические, биогеохимические и эволюционные процессы на планете, но только недавно ученые начали изучать их взаимосвязь с изменением климата. Метан, производимый одноклеточными организмами, в основном археями, является вторым по величине источником парниковых газов после углекислого газа.
Вирусы — самые обычные биологические объекты на Земле. Мы расширяем представление об их влиянии, добавляя гены метаболизма метана к списку метаболических генов, кодируемых вирусами. Наша цель — понять, какая часть микробного метаболизма реально контролируется во время инфекции.
Хотя роль микробов в ускорении глобального потепления хорошо изучена, мало что известно о том, как гены метаболизма метана, кодируемые вирусами, влияют на его выделение, добавляет Чжун. Чтобы раскрыть эту загадку, исследователи провели обширные работы по сбору и анализу образцов микробной и вирусной ДНК из различных микробных резервуаров.
Одним из ключевых мест для исследования стало озеро Врана, часть природного заповедника в Хорватии. Внутри озера исследователи обнаружили множество микробных генов, влияющих на метан, а также разнообразные вирусные сообщества и 13 типов AMG. Несмотря на это, пока нет доказательств того, что вирусы сами кодируют гены метаболизма метана, что свидетельствует о разнообразии их воздействия на метановый круговорот в различных средах.
Исследование показало, что большее количество AMG метаболизма метана обычно обнаруживается в среде, связанной с хозяином, например, в коровьем желудке, в то время как их меньшее количество характерно для окружающей среды, такой как озерные отложения. Учитывая, что коровы и другой скот ответственны за значительную часть глобальных выбросов метана, это указывает на сложные взаимоотношения между вирусами, живыми существами и окружающей средой.
Эти результаты подчеркивают недооцененное значение вирусов и требуют дальнейших исследований. Мы только начинаем понимать влияние вирусов на изменение климата, и у нас еще многое предстоит узнать.
