Поскольку люди изменяют климат и экосистемы планеты, ученые обращаются к истории Земли, чтобы помочь предсказать, что может произойти в результате изменения климата. С этой целью массивные ледяные структуры, такие как ледники, служат природными морозильниками, архивируя подробные записи о климате и экосистемах прошлого, включая вирусы.
Мы — команда микробиологов и палеоклиматологов, которая изучает древние микроорганизмы, в том числе вирусы, сохранившиеся во льдах ледников. Вместе с нашими коллегами Лонни Томпсоном, Вирджинией Рич и другими исследователями из палеоклиматологической группы Ice Core Университета штата Огайо мы исследуем взаимодействие между вирусами и их средой, заархивированные в ледяных кернах ледника Гулия на Тибетском нагорье.
Связывая геномы древних вирусных сообществ с конкретными климатическими условиями, сохранившимися в ледниковом льду, наше недавно опубликованное исследование дает представление о том, как эти вирусы адаптировались к меняющемуся климату Земли за последние 41 000 лет.
Чтение истории вирусных генов
В первую очередь мы использовали метагеномы — коллекции геномов, которые фиксируют общий генетический контент всех микроорганизмов, присутствующих в образцах окружающей среды, — для реконструкции вирусных геномов из девяти различных временных интервалов внутри ледяного ядра Гулии. Эти временные горизонты охватывают три основных цикла от холода к потеплению, предоставляя уникальную возможность наблюдать, как вирусные сообщества меняются в ответ на различные климатические условия.
Благодаря нашему анализу мы восстановили геномы, эквивалентные 1705 видам вирусов, расширив известные древние вирусы, сохранившиеся в ледниках, более чем в пятьдесят раз.
Лишь около четверти видов вирусов мы обнаружили общее сходство на видовом уровне с любым из вирусов, идентифицированных почти в 1000 метагеномах, ранее зафиксированных в глобальных наборах данных. Большинство из этих перекрывающихся видов также были с Тибетского нагорья. Это говорит о том, что по крайней мере некоторые вирусы, сохранившиеся в леднике Гулия, возникли локально в регионе, но это также говорит об относительном отсутствии ледниковых вирусов в доступных базах данных.
Используя эти новые эталонные геномы, мы попытались «прочитать» их истории.
Одним из ключевых выводов было то, что вирусные сообщества значительно различались в холодные и теплые климатические периоды. Наиболее отчетливое сообщество вирусных видов на леднике появилось около 11 500 лет назад, что совпало с основным переходом от последнего ледникового этапа к голоцену. Это говорит о том, что уникальные климатические условия в холодные и теплые периоды глубоко повлияли на состав вирусных сообществ. Мы предполагаем, что это влияние, вероятно, было вызвано вирусами из других мест, которые были занесены в результате изменения характера ветра и подверглись давлению отбора из-за изменения температуры на леднике.
Углубляясь в основы, мы охотно исследуем, как вирусы взаимодействуют со своими хозяевами. С этой целью мы использовали компьютерные модели для сравнения геномов с геномами вируса Flavaracterium, распространенной линии бактерий, обычно встречающихся в тех средах, которые мы находим в средах оледенения, которые можно найти в среде, подходящей для среды обитания.
Мы также узнали, что вирусы на леднике Гулия должны «красть» гены у своих хозяев, чтобы манипулировать их метаболизмом. В вирусных геномах закодировано 50 вспомогательных метаболических генов, связанных с обменом веществ, включая синтез и расщепление витаминов, аминокислот и углеводов. Некоторые из этих генов присутствовали в изобилии во всех изученных девяти временных интервалах, что позволяет предположить, что они помогают микробам-хозяевам справляться с суровыми условиями на поверхности ледников и тем самым улучшают вирусную приспособленность.
В таких ситуациях вирусы, крошечные организмы, клетки-хозяева или подобные формы жизни, эти микроорганизмы, которые могут быть бактериями или другими микроорганизмами, живущими в жидкой пленке, похожи на более простые микроорганизмы, мы можем не только заражать и убивать клетки,
Изменение климата с течением времени
Наши результаты предлагают новый взгляд на то, как жизнь в форме вирусов реагировала на климатические изменения на протяжении десятков тысяч лет.
Понимание этих древних взаимодействий предоставляет уникальную возможность для будущих исследований как в области вирусологии, так и в области климатологии. Изучая, как древние вирусы реагировали на изменения климата в прошлом, исследователи могут получить ценную информацию о том, как вирусы адаптируются к продолжающемуся глобальному изменению климата.
Мы считаем, что ледниковый лед, собирая информацию о микроорганизмах и их экосистемах с течением времени в каждом слое, остается важнейшим ресурсом для разгадки истории климата Земли и жизни, которую он поддерживает, особенно в условиях, когда запасы ледникового льда быстро сокращаются.
Смотрите также
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- Трейлер «Одинокой планеты»: Лиам Хемсворт влюбляется в Лору Дерн в первом взгляде на предстоящую романтическую драму
- Джей Лено присматривал за Дрю Бэрримор в молодые годы? Вот что говорит бывший ведущий сегодняшнего вечернего шоу
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Фотографии первого взгляда «Эмили в Париже» 4 сезона намекают на Рождество и дружеских бывших
- Это обновление Quest 3 дает гарнитуре Meta одну из лучших функций Apple Vision Pro
- Шестой сезон «Рассказа служанки»: Джош Чарльз присоединяется к последнему сезону; Детс ВНУТРИ
2024-09-03 14:28