Вирусы часто считаются неприятностью из-за знакомых заболеваний, которые они вызывают – например, простуды и гриппа. Однако вирусы заражают все живое на Земле, и вирусные инфекции были одной из главных творческих сил, которые формируют природу жизни на нашей планете. Первые вирусы, вероятно, возникли на заре жизни миллиарды лет назад.
Через непрекращающиеся циклы инфекций вирусы способствовали эволюции разнообразных форм жизни на нашей планете, и их влияние продолжается и по сей день.
«Подвал океана был одним из последних крупных мест обитания на Земле, по которому у нас не было информации о количестве и типах вирусов», – сказала ведущий автор Оливия Нигро, исследователь океанографии, получивший докторскую степень. "Объем воды, которая движется под морским дном через основание океана, огромен.
Ежегодно это эквивалентно потоку всех рек на планете вместе взятых."
Гидротермальные источники и шлейфы, подобные тем, что обнаружены на Гавайях на подводной горе Лихи, являются наиболее ярким свидетельством этого потока.
«Несмотря на огромные масштабы потока через морское дно и его важность для понимания химического баланса наших океанов, наш взгляд на необычные микроорганизмы, которые живут в этой жидкости, и на то, как они взаимодействуют, все еще очень отрывочны», – сказал Григ Стюард, профессор океанографии и ведущий исследователь проекта.
Очень сложно получить чистый образец воды из камней, погребенных под сотнями футов отложений на дне Тихого океана.
Для этого команда использовала устройства, предназначенные для затыкания отверстий, просверленных глубоко в морском дне, под названием Circulation Obviation Retrofit Kits, или CORK. Дно пробок изолирует жидкости в подвале и транспортирует пробы этой жидкости в порт для отбора проб, который простирается на несколько метров над морским дном.
Отобранные образцы CORK находились на глубине более полутора миль под океаном и требовали автономного подводного аппарата для соединения сосудов с образцами, открытия и закрытия клапанов и возврата образцов на поверхность.
Исследователи использовали микроскоп и анализ ДНК, чтобы подсчитать и охарактеризовать вирусы в жидкостях, а также обнаружить вирусную ДНК внутри клеток.
Эта новаторская работа позволила впервые взглянуть на разнообразные и необычные вирусы, заражающие микроорганизмы в теплой базальтовой коре, которая составляет саму основу Гавайских островов. Удивительно, но многие из них напоминают вирусы в форме лимона и палочки, обнаруженные в горячих источниках на суше, например, в Йеллоустонском национальном парке, хотя эти две среды обитания очень далеки друг от друга.
«Одним из вероятных мест происхождения первых живых клеток и вирусов было гидротермально активное морское дно», – сказал Нигро. "Анализ вирусов из этой удаленной среды обитания помогает нам конкретизировать глубокие ветви на генеалогическом древе вирусов, чтобы мы могли лучше понять их происхождение, их вклад в историю жизни и то, как они влияют на деятельность микробов в коре."
«Полученные нами данные дают ключ к разгадке природы микробного мира, который скрыт глубоко в корнях этих вулканических островов», – сказал Стюард. "Взаимодействуя с камнями и водой, эти глубоко обитающие сообщества микробов и их вирусов становятся невидимыми инженерами, вносящими свой вклад в химический баланс наших океанов."