Микробиологи изучают гигантские вирусы в климатически угрожаемом арктическом Эпишельфовом озере

В менее чем 800 км от Северного полюса находится уникальное пресноводное Эпишельфовое озеро фьорда Милна. Оно "плавает" поверх Северного Ледовитого океана, удерживаемое на месте ледяной пробкой. В озере доминируют одноклеточные организмы, в частности цианобактерии, которые часто инфицированы необычными "гигантскими вирусами". Исследователи из Университета Лаваля (Квебек, Канада) впервые оценили численность этих вирусов в озере. Исследование опубликовано в Applied and Environmental Microbiology.

Вирусы — ключ к пониманию полярных водных экосистем, которые доминируются одноклеточными микроорганизмами, часто инфицируемыми вирусами. Эти вирусы, их разнообразие и распределение в озере фьорда Милна изучены слабо. Команда сейчас работает над секвенированием гигантских вирусов, что, вероятно, позволит понять, как вирусы влияют на экологию озера через взаимодействия с инфицируемыми ими цианобактериями.

Стремительный рост температур ограничивает время, оставшееся у микробиологов для создания ясной картины биоразнообразия и биогеохимических циклов этих зависящих от льда сред, а также последствий быстрых, необратимых изменений температуры. "Ледовый шельф, удерживающий озеро, разрушается с каждым годом, и когда он распадется, озеро сольется в Северный Ледовитый океан и будет потеряно", — заявил автор-корреспондент Александр И. Калли.

"Наши результаты подчеркивают уникальность вирусного сообщества в пресноводном озере по сравнению с морской водой фьорда, особенно в сообществе галоклина", — сказал Калли. Галоклин — это область, где соленость резко падает при движении вверх по водной толще. Эта среда создает ниши для вирусов и их хозяев, которые не встречаются ни в пресноводных, ни в морских слоях с однородной соленостью.

Удаленное озеро в Высокой Арктике можно было достичь только на вертолете при благоприятных погодных условиях. Исследовательская группа собрала пробы воды и секвенировала всю ДНК в воде озера, что позволило идентифицировать вирусы и микроорганизмы в нем. Исследование закладывает основу для углубления понимания вирусной экологии в различных глобальных средах, особенно в Высокой Арктике.

"Высокая численность бактерий в сочетании с возможным преобладанием литического образа жизни на этой глубине предполагает, что вирусы играют важную роль в обороте биомассы", — сказала Мэри Талер, доктор философии, член команды Калли в Университете Лаваля. "Литический образ жизни" относится к высвобождению дочерних вирусных частиц при разрушении клетки-хозяина.

Наиболее драматичным изменением, наблюдавшимся в Эпишельфовом озере фьорда Милна, стало многолетнее снижение численности цианобактерий. Исследователи связали это падение с усилением морского влияния в пресноводном озере, "поскольку цианобактерии имеют очень низкую численность в Северном Ледовитом океане".

Тем не менее, детали этой экосистемы остаются неясными, поскольку пока большинство ее вирусов известны лишь по фрагментам их последовательностей. Таким образом, в большинстве случаев ученые еще не знают, как вирусы влияют на инфицируемые ими микробы или какие вирусы населяют какие микробы.