Полярные океаны ежегодно переживают мощные вспышки развития фитопланктона. Эти микроскопические водоросли поглощают углекислый газ из атмосферы, производят значительную часть кислорода на планете и служат основой морских пищевых сетей. Однако их численность регулируется не только количеством света и питательных веществ, но и вирусами.
Авторы проанализировали образцы морской воды из Арктики и Южного океана, применив методы метагеномики и метатранскриптомики. Это позволило не только обнаружить ДНК гигантских вирусов, но и определить, какие из них находились в активной фазе размножения. В результате исследователи выявили 230 ранее неизвестных гигантских вирусов, многие из которых были биологически активны именно во время цветения фитопланктона.
Особенность гигантских вирусов заключается в их необычно больших геномах — иногда они содержат тысячи генов, включая те, которые раньше считались характерными только для клеточных организмов. Исследование показало, что многие из обнаруженных вирусов несут гены, связанные с фотосинтезом, обменом азота и переработкой органического вещества. Вероятно, во время инфекции они способны изменять метаболизм клетки-хозяина таким образом, чтобы повысить эффективность собственного размножения.
Когда вирус разрушает клетку микроводоросли, накопленный в ней органический углерод и питательные вещества высвобождаются в окружающую воду. Это становится источником питания для бактерий и других микроорганизмов и влияет на дальнейшее движение углерода по пищевой сети. В зависимости от того, как развивается инфекция, часть углерода может быстрее возвращаться в атмосферу, а часть — оседать в глубинах океана, где остаётся связанным на длительное время.
По мнению авторов, роль гигантских вирусов до сих пор серьёзно недооценивалась. Они не просто сокращают численность отдельных видов фитопланктона, а участвуют в регулировании работы всей экосистемы полярных морей. Учёт этих процессов позволит точнее моделировать углеродный цикл и прогнозировать последствия изменения климата, особенно в регионах, которые нагреваются быстрее остальных частей планеты.
