Вирусы в почве сохраняются в любую погоду

Почвы содержат разнообразные сообщества микроорганизмов: бактерии, грибы, протисты и вирусы. Взаимодействие между ними влияет на способность почв запасать углерод под землёй. Однако о пространственных закономерностях и динамике вирусных сообществ в почве известно мало.

Новое исследование учёных из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) и их коллег показывает, что вирусные сообщества в луговых почвах сильно различаются даже в пределах одного поля. Это говорит о серьёзных ограничениях в распространении вирусов на локальном уровне. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Знание состава и изменчивости вирусных сообществ в пространстве и времени необходимо, чтобы начать распутывать, что ограничивает взаимодействие вируса и хозяина в почве», — сказала соавтор работы Дженнифер Петт-Ридж. — «Мы обнаружили, что почвенный "виросфер" чрезвычайно разнообразен, динамичен, активен и пространственно структурирован. Он также, по-видимому, способен быстро реагировать на изменение условий окружающей среды, особенно количества осадков».

Почвы неоднородны физически, химически и биологически. Сложная сеть агрегатов и пор не только создаёт изменчивый ландшафт свойств, но и ограничивает перемещение микроорганизмов. Через заражение и гибель другой микробиоты вирусы оказывают бесчисленное влияние на метаболизм хозяев, эволюцию и биогеохимические циклы Земли. Огромное обилие почвенных вирусов указывает на их вероятную важность в наземных экосистемах.

Предыдущие эксперименты с изменением количества осадков показали, что уменьшение осадков может изменить состав бактериального сообщества почвы. До недавнего времени не было известно, связаны ли эти изменения со сдвигами в виросфере, хотя недавние наблюдения предполагают, что доступность воды может быть основным фактором формирования вирусного сообщества в почве.

В новом исследовании команда обнаружила, что вирусы адаптируются к климатическим изменениям, таким как засуха, быстрее, чем их микробные хозяева. По мере снижения влажности почвы состав вирусного сообщества менялся, и типы вирусов, предположительно заражающие адаптированные к засухе актинобактерии, становились более доминирующими.

«Несмотря на большое пространственное разнообразие, вирусы реагировали на изменение условий окружающей среды согласованно», — отметила соавтор Катерина Эстера-Молина.

Команда изучала почвенные вирусы на нескольких квадратных метрах однолетних луговых участков в Хопленде, Калифорния. За три года до исследования на этих участках поддерживался либо 50%, либо полный объём нормальных годовых осадков.

«Характеристика реакции состава почвенных вирусных сообществ на уменьшение осадков может помочь нам понять потенциальное влияние меняющейся среды на взаимодействия "хозяин-вирус" и возможные последствия для почвенного углеродного цикла», — заключила Петт-Ридж.