Почти 12 тысяч вирусов со дна Тихого океана — 99% неизвестны науке — обнаружены в зоне будущей глубоководной добычи
iXBT.com ·
На абиссальной равнине Тихого океана, в зоне Кларион-Клиппертон, международная группа учёных под руководством Боуэна Хоу и Лилань Чжан из Чунцинского университета и Дун Суна из Второго института океанографии Китая обнаружила 11 742 различных вируса. 99% из них не имеют аналогов в известных базах данных. Работа опубликована в Nature Communications и представляет собой первый масштабный виромный срез региона до начала его промышленного освоения.
На абиссальной равнине Тихого океана, в зоне Кларион-Клиппертон, международная группа учёных под руководством Боуэна Хоу и Лилань Чжан из Чунцинского университета и Дун Суна из Второго института океанографии Китая обнаружила 11 742 различных вируса. 99% из них не имеют аналогов в известных базах данных. Работа опубликована в Nature Communications и представляет собой первый масштабный виромный срез региона до начала его промышленного освоения.
Зона Кларион-Клиппертон — участок дна площадью около 6 миллионов квадратных километров между Гавайями и Мексикой, где сосредоточено крупнейшее в мире скопление полиметаллических конкреций (глубоководные минеральные образования). Эти образования, размером от нескольких сантиметров до десятков сантиметров, насыщены марганцем, кобальтом, никелем, литием и цинком — металлами, без которых невозможно производство аккумуляторов и электроники. Международный орган по морскому дну (ISA) уже выдал 31 контракт на разведку глубоководных месторождений, 17 из которых приходятся именно на зону Кларион-Клиппертон, 5 контрактов принадлежат Китаю.
Конкреции растут медленно: одни набирают металлические слои со скоростью около 250 миллиметров за миллион лет, другие — от 1 до 5 миллиметров за тот же срок. Центром кристаллизации служит микроскопический фрагмент раковины, зуба или породы. Но для экосистемы неспешность не имеет значения: на огромных пространствах илистого дна конкреции — единственная твёрдая поверхность, фундамент, на котором селятся губки, кораллы и микробные сообщества.
Пробы осадочных кернов для нынешнего исследования отбирались в 2023 и 2024 годах. Учёные экстрагировали ДНК и РНК, секвенировали их, а затем сопоставили с образцами из других глубоководных районов океана. Пересечение с известными вирусами оказалось минимальным — регион обладает практически уникальным вирусным населением. Подавляющее большинство обнаруженных вирусов, судя по генетическим маркерам, специализируется на заражении прокариот: бактерий и архей.
Эти одноклеточные микробы — главные операторы биогеохимических циклов абиссали. Они перерабатывают углерод, азот, фосфор, серу и металлы. Вирусы, атакуя их, способны перенаправлять метаболизм хозяина с помощью вспомогательных метаболических генов: по сути, вирусная инфекция временно перепрошивает бактерию, заставляя её иначе потреблять или выделять вещества.
Отдельным наблюдением вывлено, что похоже, что вирусы снабдили своих хозяев генетическими инструкциями для борьбы с металлическим стрессом — своего рода биохимической защитой от токсичных концентраций металлов.
Добыча конкреций угрожает этой тонкой системе прямым физическим разрушением. По оценкам авторов, промышленные работы вызовут взмучивание, перенос и переотложение поверхностных осадков, а долгосрочные эксперименты показывают, что последствия такого вмешательства сохраняются десятилетиями. Есть, однако, и осторожная надежда: вирусные популяции и функциональные модули, общие для глубоких и поверхностных слоёв осадка, потенциально способны послужить источником для частичной пересборки поверхностных вирусных сообществ после нарушения. Оговорка «потенциально» здесь ключевой момент — механизм реален, но его достаточность не проверена.
Авторы настаивают: полученные данные — это жизненно важный предпромышленный базовый срез, без которого невозможно будет оценить экологические последствия добычи. Пока ни одна страна не приступила к коммерческому извлечению конкреций, но контракты на разведку уже действуют, а технологические цепочки тестируются. Работа фактически фиксирует состояние экосистемы до того, как в неё войдёт тяжёлая техника — и предупреждает, что без такого среза понять масштаб будущих потерь будет невозможно. Следующий шаг, по мнению учёных, — выяснить, как именно добыча повлияет на вирусы, их хозяев и экологические функции, которые они выполняют на дне Тихого океана.