Każdej wiosny, gdy po miesiącach ciemności wschodzi słońce w Arktyce, życie powraca. Niedźwiedzie polarne wychodzą ze swoich zimowych legowisk, rybitwa popielata szybuje z długiej podróży na południe, a piżmowoły brodzą na północ.

Ale nie tylko zwierzęta budzą się do życia dzięki wiosennemu słońcu. Glony leżące uśpione na lodzie zaczynają kwitnąć wiosną, zaciemniając duże obszary lodu.

Kiedy lód czernieje, jego zdolność do odbijania światła słonecznego maleje, co przyspiesza topnienie lodu. Zwiększone topnienie pogarsza globalne ocieplenie.

Być może jednak badacze znaleźli sposób na kontrolowanie wzrostu glonów śnieżnych i być może w dłuższej perspektywie ograniczą topnienie części lodu. Żyjąc na lodzie obok glonów, postdoktorantka Laura Perini z Wydziału Nauk o Środowisku Uniwersytetu w Aarhus wraz ze współpracownikami znalazła gigantyczne wirusy.

Podejrzewa, że ​​wirusy żywią się glonami śnieżnymi i mogą działać jako naturalny mechanizm kontroli zakwitów glonów.

– Niewiele wiemy o wirusach, ale myślę, że mogą być przydatne jako sposób na łagodzenie topnienia lodu spowodowanego zakwitami glonów. Na ile będą one konkretne i na ile skuteczne, tego jeszcze nie wiemy. Jednak badając je bliżej, mamy nadzieję odpowiedzieć na niektóre z tych pytań, mówi.

Nigdy wcześniej nie znaleziono go na lodzie

Gigantyczne wirusy odkryto po raz pierwszy w 1981 roku, kiedy naukowcy znaleźli je w oceanie. Wirusy te wyspecjalizowały się w zakażaniu zielonych glonów w morzu. Później gigantyczne wirusy znaleziono w glebie na lądzie, a nawet u ludzi.

Jednak po raz pierwszy odkryto gigantyczne wirusy żyjące na powierzchni lodu i śniegu zdominowanych przez mikroalgi, wyjaśnia Laura Perini.

– Przeanalizowaliśmy próbki ciemnego lodu, czerwonego śniegu i dziur topniejących (kriokonit). Zarówno w ciemnym lodzie, jak i w czerwonym śniegu znaleźliśmy sygnatury aktywnych gigantycznych wirusów. Po raz pierwszy odkryto je na powierzchni lodu i śniegu, zawierających dużą ilość pigmentowanych mikroalg.

Jeszcze kilka lat temu wszyscy uważali tę część świata za jałową i pozbawioną życia. Ale dzisiaj wiemy, że żyje tam kilka mikroorganizmów – w tym gigantyczne wirusy.

– Wokół glonów istnieje cały ekosystem. Oprócz bakterii, grzybów nitkowatych i drożdży, glony zjadają protisty, różne gatunki grzybów je pasożytujących oraz gigantyczne wirusy, które znaleźliśmy, które je infekują.

– Aby zrozumieć biologiczne mechanizmy kontroli zakwitów glonów, musimy przestudiować te trzy ostatnie grupy.

Nie widziałem ich gołym okiem

Mimo że wirusy są ogromne, nie można ich zobaczyć gołym okiem. Laura Perini nie widziała ich jeszcze nawet pod mikroskopem świetlnym. Ma jednak nadzieję, że uda jej się to zrobić w przyszłości.

– Wirusy odkryliśmy poprzez analizę całego DNA w pobranych próbkach. Wyjaśnia, przeszukując ten ogromny zbiór danych w poszukiwaniu konkretnych genów markerowych, znaleźliśmy sekwencje wykazujące duże podobieństwo do znanych gigantycznych wirusów.

Aby mieć pewność, że wirusowe DNA nie pochodzi od dawno martwych mikroorganizmów, ale od żywych i aktywnych wirusów, z próbki pobrano również całe mRNA.

Kiedy sekwencje DNA tworzące geny ulegają aktywacji, ulegają transkrypcji na jednoniciowe fragmenty zwane mRNA. Elementy te służą jako recepty na budowanie białek potrzebnych wirusowi. Jeśli są obecne, wirus żyje.

– W całkowitym mRNA zsekwencjonowanym z próbek znaleźliśmy te same markery, co w całkowitym DNA, więc wiemy, że zostały one transkrybowane. Oznacza to, że wirusy żyją i są aktywne na lodzie – mówi.

Nie jestem pewien, jak dokładnie działają

Ponieważ gigantyczne wirusy są stosunkowo nowym odkryciem, niewiele o nich wiadomo. W przeciwieństwie do większości innych wirusów, mają one wiele aktywnych genów, które umożliwiają im naprawę, replikację, transkrypcję i translację DNA.

Ale dlaczego tak jest i dokładnie do czego go używają, nie wiadomo.

– Które gospodarze infekują gigantyczne wirusy, nie możemy dokładnie powiązać. Niektóre z nich mogą infekować protisty, inne zaś atakują glony śnieżne. Po prostu nie możemy być jeszcze pewni, mówi Laura Perini.

Ciężko pracuje, aby dowiedzieć się więcej na temat gigantycznych wirusów i wkrótce ukaże się więcej badań.

– Stale badamy gigantyczne wirusy, aby dowiedzieć się więcej o ich interakcjach i jaka jest dokładnie ich rola w ekosystemie. Jeszcze w tym roku opublikujemy kolejny artykuł naukowy zawierający więcej informacji na temat gigantycznych wirusów infekujących uprawiane mikroalgi rosnące na powierzchni lodu pokrywy lodowej Grenlandii – podsumowuje.