Megawirusy na Grenlandii mogą hamować topnienie lądolodu
Na grenlandzkim lądolodzie — drugim co do wielkości rezerwuarze słodkiej wody na Ziemi — odkryto aktywne megawirusy większe od bakterii. Ich właściwości biochemiczne mogą ograniczać procesy mikrobiologiczne odpowiedzialne za przyspieszenie topnienia lodu i wzrost poziomu mórz. Odkrycie obala tezę, że arktyczny lód to środowisko abiotyczne, pozbawione życia.
Pełny tekst
Spis treści :
Megawirusy wkraczają do akcji. Co odkryto w arktycznym lodzie?
Wojna mikrobów na powierzchni lądolodu – dlaczego to ważne?
Nowe perspektywy badań. Co zmieniło się od czasu odkrycia?
Lądolód Grenlandii , drugi co do wielkości rezerwuar słodkiej wody na Ziemi, dotychczas postrzegany był jako surowa, abiotyczna pustynia. Ostatnie lata przyniosły jednak rewolucję w biologii polarnej , udowadniając, że te ekstremalne obszary tętnią mikroskopijnym życiem. Najbardziej spektakularnym tego dowodem jest zidentyfikowanie tam aktywnych gigantycznych wirusów , których niezwykłe właściwości biochemiczne mogą trzymać w ryzach procesy odpowiedzialne za gwałtowne podnoszenie się poziomu światowych oceanów.
Megawirusy wkraczają do akcji. Co odkryto w arktycznym lodzie?
Tradycyjnie wirusy postrzegane są jako skrajnie uproszczone cząstki zakaźne – zaledwie paski materiału genetycznego zamknięte w białkowym kapsydzie (czyli specjalnym płaszczu białkowym), niezdolne do samodzielnego metabolizmu. Gigantyczne wirusy (należące do typu Nucleocytoviricota ) całkowicie burzą ten paradygmat . Osiągają rozmiary rzędu 2,5 mikrometra (dla porównania standardowy wirus, np. grypy, mierzy zaledwie od 20 do 200 nanometrów) i posiadają ogromny genom składający się z nawet 2,5 miliona par zasad. O odkryciu innych gigantycznych wirusów , tym razem w Japonii, pisaliśmy wcześniej w tym roku.
Analiza próbek pobranych z tzw. ciemnego lodu, czerwonego śniegu oraz kriokonitów (otworów ablacyjnych wypełnionych osadem) wykazała obecność specyficznych markerów genetycznych tych struktur. Kluczowym przełomem było jednak wyizolowanie z próbek cząsteczek mRNA . Obecność matrycowego kwasu rybonukleinowego stanowi bezpośredni, empiryczny dowód na to, że wirusy te są w tym środowisku żywe i wykazują aktywność transkrypcyjną . Posiadają one rzadką u wirusów zdolność do samodzielnej naprawy, replikacji oraz translacji własnego DNA, co stawia je biologicznie o krok bliżej organizmów komórkowych.
Wojna mikrobów na powierzchni lądolodu – dlaczego to ważne?
Zrozumienie znaczenia obecności megawirusów wymaga spojrzenia na proces określany jako biologiczne albedo . Przypomnijmy – albedo to pojęcie fizyczne, które określa, jaka część światła padającego na daną powierzchnię zostaje przez nią odbita. Im większa wartość albedo, tym więcej promieniowania powierzchnia odbija, a w efekcie słabiej się nagrzewa. Co roku wiosną na lądolodzie Grenlandii budzą się uśpione mikroalgi. Masowy zakwit tych pigmentowanych organizmów powoduje ciemnienie powierzchni lodu (tzw. zjawisko ciemnego lodu) . Ciemna powłoka drastycznie obniża albedo lądolodu, czyli właśnie jego zdolność do odbijania promieniowania słonecznego. Zamiast odbijać światło, lód zaczyna absorbować energię termiczną, co skutkuje gwałtownym przyspieszeniem topnienia lodowca .
W tym wyjątkowym ekosystemie gigantyczne wirusy najprawdopodobniej pełnią rolę naturalnego regulatora populacji glonów . Poprzez infekowanie komórek eukariotycznych alg śnieżnych, wirusy doprowadzają do ich rozpadu, co hamuje niekontrolowane zakwity. Odkrycie to wskazuje, że topnienie lodu na Grenlandii nie jest determinowane wyłącznie czynnikami fizycznymi i meteorologicznymi, lecz zależy od niezwykle skomplikowanej równowagi troficznej wewnątrz mikrobiomu lodowcowego, w której gigantyczne wirusy są kluczowym drapieżnikiem.
Nowe perspektywy badań. Co zmieniło się od czasu odkrycia?
Odkąd w połowie 2024 roku opublikowano fundamentalne badania na łamach prestiżowego czasopisma „Microbiome” , zespoły biogeochemików i biologów polarnych zintensyfikowały prace terenowe oraz laboratoryjne. Współczesne podejście naukowe odchodzi od traktowania strefy polarnej jako jałowej, abiotycznej pustyni. Arktyka jest dziś postrzegana jako dynamiczne środowisko, w którym wirusy kontrolują obieg węgla i innych biogenów .
Najnowsze analizy koncentrują się na izolacji i hodowli specyficznych szczepów mikroalg w warunkach laboratoryjnych w celu dokładnego zmapowania mechanizmu infekcji . Naukowcy dążą do ustalenia, jak wysoka jest specyficzność żywicielska poszczególnych gatunków Nucleocytoviricota – czyli czy atakują one wyłącznie algi odpowiedzialne za spadek albedo, czy również in organizmy, jak grzyby nitkowate czy proste protisty. Zrozumienie tych zależności może w przyszłości pozwolić na prognozowanie stabilności lądolodu przy użyciu modeli matematycznych uwzględniających czynniki biologiczne, co dotychczas było całkowicie pomijane.
Źródła : Giant viral signatures unveiled on the Greenland ice sheet , Giant viruses found on Greenland ice sheet , Giant viruses discovered living in Greenland's dark ice and red snow , Giant Viruses Have Been Found On Greenland's Ice Sheet
Nasz ekspert
Łukasz Załuski
Od ponad 20 lat opowiada o świecie – jego historii, nauce i miejscach, do których warto wyruszyć z otwartą głową. Jest redaktorem naczelnym „National Geographic Polska” oraz National-Geographic.pl. Wcześniej kierował m.in. „Focusem”, „Focusem Historia” czy „Sekretami Nauki”, konsekwentnie rozwijając tematykę popularnonaukową i podróżniczą. Jest inicjatorem projektu pierwszej naukowej rekonstrukcji wizerunków władców z dynastii Jagiellonów. Po godzinach miłośnik gimnastyki sportowej, książek kryminalnych i europejskich stolic.
Czy badania megawirusów powinny stać się priorytetem w walce ze zmianami klimatu?
Komentarze
Brak komentarzy
Komentarze
Jeszcze nikt nie skomentował — napisz pierwszy 👇
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!