Odkryli je pod lodem Grenlandii. Te wirusy są większe od bakterii.

Grenlandia od lat pozostaje jednym z najważniejszych miejsc obserwacji zmian klimatu. To właśnie tutaj naukowcy śledzą tempo topnienia lądolodu, które wpływa na poziom mórz i oceanów na całym świecie. Tym razem jednak badaczy zaskoczyło nie samo zachowanie lodu, lecz to, co żyje na jego powierzchni.

Międzynarodowy zespół naukowców po raz pierwszy potwierdził obecność aktywnych gigantycznych wirusów na grenlandzkim lądolodzie. Co ciekawe, nie są to przypadkowe mikroorganizmy unoszące się w środowisku. Wszystko wskazuje na to, że uczestniczą w skomplikowanym ekosystemie i mogą wpływać na tempo topnienia lodu, kontrolując populację mikroalg odpowiedzialnych za ciemnienie jego powierzchni.

Jeszcze kilka lat temu podobny scenariusz brzmiałby jak naukowa fantastyka. Dziś staje się jednym z najbardziej intrygujących kierunków badań nad Arktyką.

Przez dziesięciolecia wirusy przedstawiano jako niezwykle proste struktury – niewielkie cząstki zbudowane z materiału genetycznego zamkniętego w białkowej osłonce. Gigantyczne wirusy całkowicie wymykają się temu obrazowi.

Niektóre osiągają rozmiary nawet 2,5 mikrometra, dzięki czemu są większe od wielu bakterii. Jeszcze bardziej imponujący jest ich materiał genetyczny, liczący nawet 2,5 miliona par zasad. To sprawia, że pod względem złożoności bardziej przypominają organizmy komórkowe niż klasyczne wirusy.

Badacze pobrali próbki z kilku charakterystycznych środowisk występujących na Grenlandii – tzw. ciemnego lodu, czerwonego śniegu oraz kriokonitów, czyli niewielkich zagłębień wypełnionych wodą i osadem. Analizy wykazały nie tylko obecność materiału genetycznego gigantycznych wirusów, ale również cząsteczek mRNA. To szczególnie ważny dowód, ponieważ świadczy o tym, że wirusy nie są jedynie pozostałościami po dawnych infekcjach, lecz aktywnie funkcjonują w tym środowisku.

Naukowcy podkreślają również, że gigantyczne wirusy posiadają zestaw genów wyjątkowo rozbudowany jak na tę grupę organizmów. Dzięki temu dysponują zdolnościami, których przez długi czas nie kojarzono z wirusami, m.in. uczestniczą w procesach związanych z kopiowaniem i naprawą własnego materiału genetycznego.

Najciekawsze nie jest jednak samo odkrycie niezwykłych wirusów, lecz ich potencjalna rola w arktycznym ekosystemie.

Każdej wiosny powierzchnię grenlandzkiego lądolodu zasiedlają mikroskopijne algi. W miarę jak ich liczba rośnie, śnieg i lód zaczynają ciemnieć. Zjawisko to obniża albedo, czyli zdolność powierzchni do odbijania promieni słonecznych. Im mniej światła zostaje odbite, tym więcej energii pochłania lód, co prowadzi do jego szybszego topnienia.

Właśnie tutaj do gry mogą wkraczać gigantyczne wirusy.

Badacze przypuszczają, że infekują one komórki tych mikroalg i ograniczają ich liczebność. Gdy glonów jest mniej, powierzchnia lodu pozostaje jaśniejsza, odbija więcej promieniowania słonecznego i nagrzewa się wolniej. Innymi słowy, mikroskopijne organizmy mogą pośrednio wpływać na tempo zanikania jednego z największych lądolodów na świecie.

To pokazuje, że o losach grenlandzkiego lodu decyduje nie tylko temperatura powietrza czy ilość opadów. Coraz większe znaczenie okazują się mieć również procesy biologiczne zachodzące dosłownie na powierzchni lodowca.

Publikacja wyników badań w czasopiśmie „Microbiome” sprawiła, że wiele zespołów badawczych zaczęło dokładniej przyglądać się mikroorganizmom zamieszkującym Arktykę. Jeszcze niedawno region ten uznawano za niemal jałowe środowisko, dziś wiadomo, że funkcjonują tam złożone sieci zależności biologicznych.

Obecnie naukowcy próbują wyizolować konkretne szczepy mikroalg i sprawdzić, które z nich są atakowane przez gigantyczne wirusy. Chcą również ustalić, czy wirusy wyspecjalizowały się wyłącznie w infekowaniu glonów odpowiedzialnych za ciemnienie lodu, czy też atakują także inne organizmy żyjące na powierzchni lądolodu.

Odpowiedź na to pytanie może mieć duże znaczenie dla przyszłych modeli klimatycznych. Dotychczas uwzględniały one przede wszystkim temperaturę, opady czy cyrkulację atmosferyczną. Coraz więcej wskazuje jednak na to, że równie ważnym elementem układanki są niewidoczne gołym okiem mikroorganizmy.

Choć do praktycznego wykorzystania tej wiedzy jeszcze daleka droga, odkrycie pokazuje, że natura potrafi tworzyć mechanizmy regulujące funkcjonowanie całych ekosystemów. A jedne z ich najważniejszych elementów mogą być tak małe, że przez lata pozostawały całkowicie niezauważone.