Setetes air laut mengandung beberapa juta mikroorganisme, yang sebagian besar hampir tidak dapat disebut hidup, tetapi mikroorganisme itulah yang dapat mempengaruhi perubahan iklim bumi. RIA Novosti memahami mengapa virus laut berbahaya dan apakah layak untuk diperangi.
Mikroorganisme berukuran 60 galaksi
Pada tahun 1989, para ilmuwan dari Universitas Bergen memutuskan untuk melihat melalui mikroskop elektron transmisi pada bahan yang diendapkan dari air laut. Hasilnya menakjubkan: ternyata sekitar 250 juta virus hidup dalam satu mililiter sampel - seratus kali lebih banyak daripada yang diperkirakan sebelumnya ketika partikel virus dipelajari di halaman rumput bakteri yang dibudidayakan secara artifisial.
“Pekerjaan selanjutnya memberikan hasil yang lebih menakjubkan. Virus ternyata adalah organisme paling banyak yang hidup di lautan - jumlahnya mencapai lima triliun (1030). Jika kita menempatkan semua partikel virus laut dalam satu rantai, itu akan membentang di lebih dari 60 galaksi,”kata Elena Likhoshvai, Doktor Ilmu Biologi, profesor, kepala departemen ultrastruktur sel di Institut Limnologi Cabang Siberia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia.
Metode penguraian kode DNA modern bahkan lebih mengubah gagasan tentang jumlah dan jenis virus yang hidup di planet ini. Pada 2016, para ilmuwan dari Joint Genome Institute di California dan National Laboratory. Lawrence Berkeley menganalisis sejumlah besar data yang diperoleh setelah sekuens metagenomik sampel dari 3.000 lokasi geografis - ini adalah ekosistem laut, air tawar, dan terestrial. Para peneliti telah menemukan lebih dari 125.000 bagian DNA virus, yang telah meningkatkan jumlah gen virus yang diketahui sebanyak 16 kali lipat.
Bersahaja dan sangat ulet
Video promosi:
Ada lebih banyak mikroorganisme di lautan daripada ikan dan mamalia laut. Menurut beberapa laporan, mereka menyumbang hingga 98 persen dari semua biomassa samudra. Dan yang paling banyak adalah virus. Mereka menginfeksi 1.023 triliunan kehidupan laut setiap detik dan dengan demikian mengkonsumsi hingga 20 persen biomassa laut setiap hari.
Pada saat yang sama, virus dibedakan oleh vitalitas dan kesederhanaan yang ekstrim. Mereka dapat hidup pada kisaran suhu yang luas dan pada kondisi yang paling tidak menguntungkan. Misalnya, virus diatom laut (Chaetoceros debilis CdebDNAV) terus menginfeksi bahkan pada suhu minus 196 derajat Celcius. Sianofag bertahan dalam sedimen hingga seratus tahun, dan amuba raksasa berusia 30.000 tahun Pithovirus sibericum, yang baru-baru ini ditemukan di lapisan es, masih mampu menginfeksi mikroorganisme.
Selain itu, untuk waktu yang lama diyakini bahwa setiap virus hanya memburu sekelompok kecil dalam komunitas mikroba - bakteri dari satu jenis atau lainnya. Namun, para ilmuwan Amerika telah menunjukkan bahwa virus laut tidak terlalu pilih-pilih tentang makanan dan dapat menginfeksi mikroorganisme dari genera yang berbeda.
Tidak ada yang lolos dari infeksi
Angka dan fakta ini tidak berarti bahwa liburan di laut berbatasan dengan bunuh diri. Hanya seperenam puluh dari semua partikel virus yang ditemukan di air yang berbahaya bagi manusia. Ikan dan mamalia laut menderita karena beberapa, tetapi mangsa utamanya adalah mikroba, yang berperan penting dalam pembentukan iklim bumi.
“Diketahui bahwa setelah serangan virus, rangkaian CRISPR tetap berada dalam genom bakteri - segmen kecil genom yang berulang, dipisahkan oleh fragmen DNA yang tidak ditranskripsi yang dipinjam dari elemen genetik asing. Mereka memberikan "kekebalan" untuk infeksi ulang, dan dengan kehadiran mereka dalam genom bakteri, seseorang dapat menyimpulkan bahwa ia telah terinfeksi dengan fag tertentu. CRISPR ditemukan pada 40 persen bakteri dan 90 persen archaea,”kata Elena Likhoshvay.
Diagram siklus hidup virus laut (bakteriofag) / Ilustrasi oleh RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / logos2012.
Menurut beberapa laporan, cyanobacteria, berkat oksigen yang pernah muncul di Bumi, dan fotosintetik mikroskopis laut lainnya saat ini mengonsumsi sekitar setengah dari semua karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfer. Oleh karena itu, virus bakteriofag yang menyerang dan menghancurkannya dapat berperan penting dalam pemanasan global. Namun, sejauh ini dalam dunia ilmiah belum ada konsensus tentang apakah pengaruh ini merupakan tanda plus atau minus.
Ketertiban laut
Seperti yang ditemukan oleh para peneliti dari University of Warwick, infeksi virus benar-benar mempengaruhi kemampuan fotosintesis cyanobacteria - fiksasi karbon dioksida (konversi menjadi senyawa karbon) dalam kultur bakteri melambat hampir lima kali setelah serangan bakteriofag. Menurut perkiraan kasar, sebagai akibat dari infeksi mikroorganisme di atmosfer, hingga lima miliar ton karbon tetap tidak terserap setiap tahun - ini adalah sepuluh persen dari semua karbon yang disimpan oleh lautan.
Namun, beberapa ilmuwan menunjukkan bahwa setelah penghancuran bakteri oleh virus, sisa-sisa mikroorganisme terbenam ke kedalaman di mana proses pelepasan karbon dioksida sangat diperlambat. Di sana mereka mengeluarkan zat besi, fosfor dan beberapa elemen lain yang diperlukan untuk nutrisi fitoplankton. Fitoplankton tumbuh dan menyerap lebih banyak karbon dioksida.
“Menurut skema baru sirkulasi global bahan organik dan elemen biogenik ekosistem perairan, virioplankton (totalitas semua virus yang menghuni Samudra Dunia) memengaruhi banyak proses biogeokimia dan ekologi, termasuk siklus makanan, respirasi, dan distribusi zat di berbagai bagian ekosistem. Dalam menilai siklus karbon dan nitrogen, penting untuk memperhitungkan peran virus, karena mereka adalah bagian penting dari jaring makanan yang mengatur siklus biogeokimia global,”Elena Likhoshvai menyimpulkan.
Cyanobacteria dan fotosintetik mikroskopis laut lainnya saat ini mengkonsumsi sekitar setengah dari semua karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfer / Foto: David Savage, Bruno Afonso, Pamela Silver.
Alfiya Enikeeva
