Una goccia di acqua di mare contiene diversi milioni di microrganismi, la maggior parte dei quali difficilmente può essere definita viva, ma sono loro che possono influenzare il cambiamento del clima terrestre. RIA Novosti comprende perché i virus marini sono pericolosi e se vale la pena combatterli.
Microrganismi delle dimensioni di 60 galassie
Nel 1989, gli scienziati dell'Università di Bergen decisero di esaminare il materiale precipitato dall'acqua di mare attraverso un microscopio elettronico a trasmissione. Il risultato è stato sbalorditivo: si è scoperto che circa 250 milioni di virus vivono in un millilitro del campione, cento volte di più di quanto si pensasse in precedenza quando le particelle virali sono state studiate su prati batterici coltivati artificialmente.
“Ulteriori lavori hanno dato risultati ancora più sorprendenti. I virus si sono rivelati gli organismi più numerosi che vivono negli oceani: il loro numero arriva a quintilioni (1030). Se mettiamo tutte le particelle virali marine in una catena, si estenderà per oltre 60 galassie , afferma Elena Likhoshvai, dottoressa in scienze biologiche, professoressa, capo del dipartimento di ultrastruttura cellulare dell'Istituto limnologico del ramo siberiano dell'Accademia delle scienze russa.
I moderni metodi di decodifica del DNA hanno cambiato ancora di più l'idea del numero e della varietà di virus che vivono sul pianeta. Nel 2016, scienziati del Joint Genome Institute in California e del National Laboratory. Lawrence Berkeley ha analizzato un'enorme quantità di dati ottenuti dopo il sequenziamento metagenomico di campioni da 3.000 località geografiche: si trattava di ecosistemi marini, d'acqua dolce e terrestri. I ricercatori hanno trovato oltre 125.000 sezioni di DNA virale, il che ha aumentato di 16 volte il numero di geni virali conosciuti.
Senza pretese e molto tenace
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Ci sono molti più microrganismi negli oceani che pesci e mammiferi marini. Secondo alcuni rapporti, rappresentano fino al 98% di tutta la biomassa oceanica. E i più numerosi sono i virus. Infettano 1023 trilioni di vita marina ogni secondo e quindi consumano fino al 20% della biomassa oceanica ogni giorno.
Allo stesso tempo, i virus si distinguono per estrema vitalità e senza pretese. Possono esistere in un ampio intervallo di temperature e nelle condizioni più sfavorevoli. Ad esempio, il virus della diatomea marina (Chaetoceros debilis CdebDNAV) continua a infettare anche a meno 196 gradi Celsius. I cianofagi persistono nei sedimenti fino a cento anni e l'ameba gigante Pithovirus sibericum di 30.000 anni, scoperta di recente nel permafrost, era ancora in grado di infettare i microrganismi.
Inoltre, per molto tempo si è creduto che ogni virus cacciasse solo un ristretto gruppo all'interno della comunità microbica: batteri di un tipo o dell'altro. Tuttavia, gli scienziati americani hanno dimostrato che i virus marini non sono così esigenti riguardo al cibo e possono infettare microrganismi di generi diversi.
Nessuno sfugge all'infezione
Questi numeri e fatti non significano che una vacanza al mare confina con il suicidio. Solo un sessantesimo di tutte le particelle virali trovate nell'acqua sono pericolose per l'uomo. Pesci e mammiferi marini ne soffrono, ma la loro preda principale sono i microbi, che svolgono un ruolo importante nella formazione del clima terrestre.
“È noto che dopo un attacco di virus, le sequenze CRISPR rimangono nel genoma batterico - piccoli segmenti ripetuti del genoma, separati da frammenti di DNA non trascritti presi in prestito da elementi genetici estranei. Forniscono "immunità" alla reinfezione e, in base alla loro presenza nel genoma del batterio, si può concludere che è già stato infettato da un certo fago. CRISPR si trova nel 40% dei batteri e nel 90% degli archei ", afferma Elena Likhoshvay.
Diagramma del ciclo di vita di un virus marino (batteriofago) / Illustrazione di RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Secondo alcuni rapporti, i cianobatteri, grazie ai quali l'ossigeno una volta apparve sulla Terra, e altri fotosintetici marini microscopici oggi consumano circa la metà di tutta l'anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera. Pertanto, i virus batteriofagi che li attaccano e li distruggono possono svolgere un ruolo significativo nel riscaldamento globale. Tuttavia, finora nel mondo scientifico non c'è consenso sul fatto che questa influenza sia un segno più o meno.
Inservienti del mare
Come hanno scoperto i ricercatori dell'Università di Warwick, l'infezione virale influisce davvero sulle capacità fotosintetiche dei cianobatteri: la fissazione dell'anidride carbonica (cioè la sua conversione in composti di carbonio) nella coltura batterica rallenta quasi cinque volte dopo l'attacco dei batteriofagi. Secondo stime approssimative, a causa dell'infezione di microrganismi nell'atmosfera, fino a cinque miliardi di tonnellate di carbonio rimangono non assorbite all'anno: questo è il dieci percento di tutto il carbonio fissato dagli oceani.
Tuttavia, alcuni scienziati sottolineano che dopo la distruzione dei batteri da parte dei virus, i resti di microrganismi vengono immersi a una profondità in cui i processi che portano al rilascio di anidride carbonica vengono notevolmente rallentati. Lì secernono ferro, fosforo e alcuni altri elementi necessari per la nutrizione del fitoplancton. Il fitoplancton cresce e assorbe più anidride carbonica.
“Secondo il nuovo schema della circolazione globale della materia organica e degli elementi biogenici degli ecosistemi acquatici, il virioplancton (la totalità di tutti i virus che vivono nell'oceano mondiale) influenza molti processi biogeochimici ed ecologici, compreso il ciclo di nutrizione, respirazione e distribuzione delle sostanze in varie parti dell'ecosistema. Nel valutare il ciclo del carbonio e dell'azoto, è necessario tenere conto del ruolo dei virus, poiché sono una parte importante delle reti alimentari che regolano i cicli biogeochimici globali”, conclude Elena Likhoshvai.
I cianobatteri e altri fotosintetici marini microscopici oggi consumano circa la metà di tutta l'anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva
