Вирусы, убивающие водоросли, стимулируют переработку питательных веществ в океане

Учёные подтвердили, что вирусы могут убивать морские водоросли диатомеи, а их массовая гибель у поверхности океана может обеспечивать питательными веществами и органическим веществом другие водоросли. Это показало исследование под руководством Университета Рутгерса.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, также показало, что условия окружающей среды могут ускорять гибель диатомей от вирусной инфекции. Это важно для понимания того, как диатомеи влияют на круговорот углерода и реагируют на изменения в океанах, включая потепление вод из-за изменения климата. Диатомеи — одноклеточные водоросли, производящие около 20% кислорода Земли, — помогают удерживать углекислый газ, ключевой парниковый газ, в океанах.

«Насколько нам известно, это первый случай, когда разные стадии заражения были диагностированы в естественных популяциях диатомей, и это говорит о том, что популяции диатомей могут уничтожаться вирусами», — заявил старший автор Ким Таматраколн. «Наше исследование показало, что при низком уровне кремния в океане диатомеи могут быстрее заражаться и погибать от вирусов, и тогда их питательные вещества и другое вещество с большей вероятностью высвобождаются в поверхностном океане, вместо того чтобы опускаться на глубину».

Диатомеи известны как «стеклянные домики моря» из-за их красивых клеточных стенок из диоксида кремния (SiO₂), или стекла. Кремний необходим для роста диатомей, но поскольку стекло тяжёлое, диатомеи могут опускаться в глубокий океан при гибели. Это делает все их питательные вещества, углерод и органическое вещество недоступными для переработки у поверхности другими водорослями, которым нужен солнечный свет, доступный только в верхних слоях океана.

Диатомеи заражаются самыми маленькими вирусами на Земле, и когда-то считалось, что они невосприимчивы из-за своей стеклянной «брони». Такие вирусы долгое время ускользали от обнаружения традиционными методами, и о том, как они влияют на диатомеи, было известно очень мало. Поэтому учёные изучили, что вызывает и прекращает цветение диатомей в Калифорнийском течении — течении Тихого океана, текущем на юг вдоль побережья. Они обнаружили чётко различающиеся области: от незаражённых популяций диатомей до сильно заражённых.

Также было обнаружено, что некоторые популяции подверглись массовой гибели, а уровень кремния был самым сильным предиктором вирусной инфекции. Диатомеи поглощают растворённый кремний из окружающей среды и превращают его в стекло для своих клеточных стенок. Но в большинстве поверхностных вод, где живут диатомеи, уровень кремния низкий, поэтому эти данные позволяют предположить, что вирусная инфекция может играть важную роль в контроле популяций диатомей в глобальном масштабе.