Вирусы-экстремофилы проливают свет на возникновение самых ранних экосистем Земли.
В пузырящихся, сверхкислых горячих источниках Национального парка Йеллоустон живет странная группа вирусов древнего происхождения. Поскольку термофилы (организмы, которые процветают при очень высоких температурах) глубоко укоренены в эволюционном “древе жизни”, возможно, изучая этих микроскопических странников, можно узнать о происхождении жизни.
Если есть жизнь, велика вероятность, что вы найдете и вирусы, которые не могут размножаться без хозяина. Это справедливо и для суровой среды геотермальных источников Йеллоустона, где самой распространенной формой жизни является класс одноклеточных красных водорослей Cyanidiophyceae.
В новом исследовании группа ученых изучила образцы из ручья Lemonade Creek в Национальном парке Йеллоустон, чтобы лучше понять взаимодействие между Cyanidiophyceae и местными вирусами.
Среди трех соседствующих сред обитания – ручья, внутри скал и почвы – они обнаружили уникальные коллекции вирусов, причем самыми доминирующими были гигантские вирусы (Megaviricetes).
“Одним из главных выводов нашего исследования является то, что, несмотря на близость различных местообитаний в горячих источниках (на расстоянии в несколько сантиметров друг от друга) и визуальное преобладание красных Cyanidiophyceae, на этих участках существуют многочисленные, различные классы вирусов, которые часто зависят от среды обитания,” – пишут авторы исследования.
“Класс Megaviricetes является доминирующим в ручье Lemonade Creek, что предполагает, что они могут заражать и влиять на динамику популяций красных водорослей,” добавили они.
Водоросли Cyanidiophyceae в геотермальных участках возникли как минимум 1,5 миллиарда лет назад, поэтому, вероятно, вирусы появились примерно в то же время, чтобы проживать в них. Жизнь на Земле эволюционировала около 3,8 миллиарда лет назад, но появление взаимоотношений вирус-хозяин – относительно раннее событие в эволюционной истории нашей планеты. В конце концов, многоклеточные животные появились только около 600 миллионов лет назад.
Исследуя гены вирусов, ученые смогли увидеть, как они адаптировались к термофильной жизни.
Их белки показывают, что вирусы принадлежат к чрезвычайно древней линии, которая очень рано развила в себе способность любить тепло. Это предполагает, что вирусы не переселились в горячие источники после того, как большую часть своего существования провели в более прохладных условиях; вирусы — это давние обитатели горячих источников, которые процветали здесь очень, очень долго.
Интересно, что некоторые из них связаны с другими термофильными вирусами, которые живут глубоко в океане вокруг гидротермальных источников. Гидротермальные источники содержат идеальные условия и смесь ключевых молекул, которые потенциально могут позволить создать жизнь из неорганических химических веществ, поэтому считается, что термофильные микробы в глубоководных гидротермальных источниках могли быть одними из первых форм жизни на Земле.
Вирусы технически не являются живыми, но они сыграли неотъемлемую роль во многих биологических процессах и оказали огромное влияние на эволюционное древо жизни, особенно через горизонтальный перенос генов. Поэтому, возможно, что вирусы горячих источников Йеллоустона – относительно близкие родственники вирусов, обитающих вокруг гидротермальных источников, – могут предоставить ценную информацию о самой ранней жизни на Земле.
Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.
Читайте также: Обелиски: новый класс вирусоподобных объектов обнаружен в микробах кишечника человека
