Китайские учёные обнаружили в глубоководных отложениях Тихого океана 11 742 генетически различимые группы вирусов, более 99% которых ранее не были представлены в научных базах данных. Необычайное разнообразие выявили в зоне Кларион — Клиппертон, где планируется добыча металлов со дна океана. Исследователи предполагают, что вирусы играют важную роль в поддержании местной экосистемы, которая может пострадать из-за промышленной деятельности.
Исследование провели специалисты Чунцинского университета и Второго института океанографии Китая. Они проанализировали 60 образцов донных отложений, включая 53 образца, собранных во время экспедиций 2023–2024 годов на глубинах более пяти километров. С помощью секвенирования ДНК учёные выявили 11 742 группы вирусных последовательностей, из которых 11 662 не имели соответствий среди известных вирусов в использованной базе данных.
Зона Кларион — Клиппертон расположена в Тихом океане между Мексикой и Гавайскими островами. На её дне находятся огромные скопления полиметаллических конкреций — округлых минеральных образований, содержащих марганец, никель, кобальт и медь. Эти металлы востребованы в производстве аккумуляторов и электроники, поэтому район привлекает внимание компаний, занимающихся глубоководной добычей полезных ископаемых.
Генетический анализ показал, что большинство обнаруженных вирусов относится к группе Caudoviricetes, представители которой преимущественно заражают бактерии. Такие вирусы способны влиять на численность микроорганизмов, участвующих в круговороте углерода, азота, фосфора, серы и металлов. При разрушении заражённых клеток органические вещества высвобождаются и становятся доступными другим обитателям глубоководной среды.
Учёные также обнаружили у некоторых вирусов гены, которые потенциально могут изменять обмен веществ заражённых микроорганизмов. Предполагается, что эти механизмы помогают бактериям приспосабливаться к условиям с высокой концентрацией металлов и недостатком питательных веществ. Однако такие функции пока определены преимущественно по генетическим данным и требуют экспериментального подтверждения.
Особенно необычным оказалось генетическое разнообразие найденных вирусов. Только около 4% выявленных групп вирусных белков имели соответствия в других изученных глубоководных экосистемах. Это указывает на значительные различия между вирусными сообществами зоны Кларион — Клиппертон и других районов океана.
Авторы опасаются, что промышленная добыча конкреций может нарушить сложившиеся связи между вирусами и микроорганизмами. Работа донных добывающих машин сопровождается перемешиванием осадков и образованием облаков взвешенных частиц, способных изменять условия существования глубоководных организмов. Насколько сильно такие воздействия повлияют именно на вирусные сообщества, пока неизвестно.
Полученные данные станут основой для дальнейшего наблюдения за состоянием глубоководной экосистемы. Сравнение вирусных сообществ до начала промышленной добычи и после неё поможет оценить возможные изменения в микробной жизни океанского дна.
Исследование в журнале Nature Communications.