Ледниковый архив: в Тибете обнаружили более 1700 древних вирусов

Возраст обнаруженных вирусов составляет более 40 тысяч лет.

В образцах, собранных из разных слоев ледника Гулия на Тибетском плато на высоте более 6000 метров над уровнем моря, ученые обнаружили сохранившиеся геномы 1705 видов вирусов, возраст которых составляет 41 тысячу лет. 

Об этом пишет Popular Science.

Лонни Томпсон, палеоклиматолог и гляциолог из Университета Огайо и группа междисциплинарных исследователей обнаружили и каталогизировали примерно в 50 раз больше вирусной информации, чем когда-либо удавалось получить из ледниковых кернов (образцов материала в виде цилиндра, полученных методом бурения). Эти результаты – окно в климатическое прошлое Земли, и они могут помочь ученым лучше понять микробное будущее, к которому мы движемся.

Вирусы формируют мир

Ученые уверяют, что все 1705 вирусов, извлеченных из недр ледника Гулия, тысячи лет назад заражали бактерии и археи и не представляют угрозы для людей, животных и растений. 

"Древние вирусы когда-то играли важную роль в своей местной среде, диктуя разнообразие и эволюцию снизу вверх посредством таких процессов, как естественный отбор и вирусно-опосредованный перенос генов", – рассказал соавтор исследования, микробиолог Мэтью Салливан.

По его словам, вирусы могут даже формировать "метаболизм экосистемы", так как они влияют на то, какие соединения поглощаются из окружающей среды, а какие производятся в качестве побочных продуктов, и с какой скоростью. Некоторые из обнаруженных вирусов, вероятно, играли ключевую экологическую роль в далеком прошлом.

Такая информация может помочь ученым понять, как выглядела Земля тысячи лет назад, потому что состав микробных сообществ напрямую связан с изменениями климата.

Связь между климатом и вирусами

Во время экспедиции на ледник Гулия, ученые извлекли девять секций ледяного керна длиной 310 метров, каждая из которых представляла разный временной горизонт и климатический период. Самый молодой образец был сформирован всего 160 лет назад, а самый старый — более 41 000 лет назад.

Собрав вирусную ДНК из каждого образца, исследователи использовали метод метагеномного анализа, чтобы выбрать из полученного "генетического супа" как можно больше отдельных штаммов вируса. Они обнаружили, что вирусное сообщество существенно изменялось в зависимости от климатических условий.

"Мы увидели четкие сдвиги в наборе вирусов, которые существовали в более холодном климате по сравнению с более теплым климатом", — объяснил Салливан.

Причем в холодные периоды в прошлом нашей планеты вирусное сообщество ледника имело очень похожий, хотя и не идентичный, состав. Напротив, каждый теплый период имел совершенно иной набор видов вирусов. 

Самое большое и своеобразное вирусное сообщество появилось примерно 11,5 тысяч лет назад, во время самого резкого изменения климата за весь период истории, отслеживаемой в собранных образцах.

По мнению Томпсона, то, как отразилось на микробном разнообразии резкое глобальное потепление, показывает, насколько тесно связаны климат и микробы, и насколько фундаментально климат может влиять на развитие экосистемы.

Тающий банк данных

Ученые сравнили свои образцы с предыдущими аналогичными исследованиями, чтобы оценить биогеографическое происхождение и распространение вирусов. Они обнаружили, что более 70% идентифицированных вирусов с ледника Гулия уникальны и не были обнаружены больше нигде на Земле. При этом только 12% встречались за пределами Азии и менее 1% процента были найдены в неледниковых средах.  

"Мы находимся на самых ранних этапах такого рода микробного анализа. Но в дальнейшем, с большим количеством исследований и большим количеством ледяных кернов, изучение древних замороженных вирусов может помочь нам лучше прогнозировать наше собственное будущее и понять связь между вирусами, бактериальным метаболизмом и климатом", – подчеркнул Салливан.

Однако продолжению исследований угрожает глобальное потепление. По мере таяния ледников этот бесценный банк климатической истории исчезает.

"Ледники уникально подходят для хранения генетических данных и биотического материала. Они являются записями всего, что было в воздухе и окружающей среде в момент их замерзания. Теряя лед, мы теряем вирусное разнообразие. И мы пока не знаем достаточно, чтобы понять, что это значит", – говорят исследователи.