Вирусы в океанской воде

В глубине Северного Ледовитого океана скрывается целая армия опасных террористов. Как их зовут? Морские вирусы!

Морские вирусы способны вызвать массовое заражение и гибель обитателей моря и высвободить, таким образом, тонны углерода, который далее естественным образом попадет в атмосферу. И вызовет еще большее усиление парникового эффекта… Хотя все это, конечно, только гипотеза, так как роль, которую играют эти вирусы в морской экосистеме, по-прежнему остается для всех загадкой. В одной чайной ложке воды из Северного Ледовитого океана содержится от 4 до 16 миллионов вирусов.

Несмотря на свой малый размер, морские вирусы в 15 раз более многочисленны, чем бактерии и другие микроорганизмы. Каждую секунду они заражают в среднем 1023 морских организма. По мнению ученых вирусы каждый день убивают до 20% всей океанской биомассы. В результате этой невероятной гекатомбы в океане ежедневно высвобождается от 100 миллионов до миллиарда тонн углерода. В нынешних условиях океаны поглощают более двух из восьми гигатонн углерода, которые являются следствием деятельности человека. Таким образом, океан представляет собой важный резервуар углерода, который морские вирусы в будущем могут разрушить… или нет.

Первая причина основана на законах химии: чем большее количество двуокиси углерода растворено в воде, тем меньше ее способность поглощать новые объемы СО2. Вторая причина касается биологической составляющей океанского резервуара. То, что он не переполняется, объясняется активным действием морских растений. Подобно своим наземным "коллегам", водоросли и фитопланктон обладают способностью к фотосинтезу, то есть производству более сложных органических соединений на основе углекислого газа и солнечной энергии. После смерти эти организмы опускаются до таких глубин, где плотность воды и давление не дают им подняться наверх. Углерод в результате попадает в надежное хранилище. И если вирусы увеличат количество растворенного углерода по отношению к поглощаемым водорослями объемам, это может заклинить всю биологическую помпу. Именно об этой возможности сегодня в первую очередь говорят специалисты.

Противоречивые прогнозы

Тем не менее, в настоящий момент они открыто признают свою неспособность точно оценить опасность, которую представляют вирусы для изменения климата: хотя их деятельность и может закоротить биологическую помпу, они в то же время способны и смазать ее "шестеренки". Так, когда вирус убивает, определенное число жертв погружается на глубину, где процессы, которые приводят к выделению СО2, сильно замедленны. Кроме того, эти останки выделяют железо, фосфор и другие необходимые для питания фитопланктонная элементы. Производство этих минералов способствует росту фитопланктона и, как следствие, усилению фотосинтеза и поглощения углекислого газа. Наконец, вирусные инфекции способствуют образованию "морского снега" (белые хлопья, которые состоят из трупов, фекальных масс и органических останков). Эти скопления формируются на поверхности, а затем идут на дно под своим собственным весом. Хотя морской снег и мешает подводной жизни, он также позволяет доставить на глубину часть углерода с поверхности. Все эти размышления сводятся к следующему вопросу: какая часть отходов вирусных инфекций останется на поверхности (окажется в атмосфере и сыграет свою роль в парниковом эффекте), а сколько их опустится на дно (и пойдет на хранение в сдерживающий потепление климата океанический резервуар)?

Огромная задача

Тем не менее, все не так просто: в головоломке не хватает нескольких деталей. Возьмите хотя бы роль диметилсульфида. Этот газ формируется в тот момент, когда фитопланктон подвергается заражению и умирает. Около двадцати лет назад биолог Джеймс Лавлок (James Lovelock) высказал гипотезу о том, что при попадании в атмосферу это вещество облегчает формирование облаков и таким образом способствует похолоданию климата. Получается, вирусы несут в себе и охлаждающий эффект? С уверенностью пока еще ни о чем говорить нельзя… Однако какой из этих феноменов все же будет играть решающую роль в случае усиления активности вирусов? В существующих экологических моделях роль вирусов просто-напросто не учитывается. Ученым еще только предстоит изучить их и понять, как изменения в интенсивности их жизнедеятельности могут отразиться на состоянии всей экосистемы. Затем нужно будет сначала создать локальную модель, потом перейти на региональный уровень, и только тогда приступать к оценке угрозы в масштабе всей планеты. Задача на первый взгляд просто колоссальная: о вирусах ученым известно еще крайне мало. Но в любом случае мы уже знаем, что воздействие вирусов на организмы превращает их в регуляторов жизни на микроскопическом уровне. Или даже климата на всей Земле.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

И способны ли его убить солнечные лучи

23.03.2020 в 19:50, просмотров: 22186

Всемирная Организация Здравоохранения опровергла слухи о том, что коронавирус передается через воду. Зато по сети гуляет информация о том, сколько времени вирус выживает на разных поверхностях. Например, утверждается, что на дереве он способен жить… до 4 лет! О том, как обстоят дела на практике, обозреватель "МК" поговорил с заведующей кафедрой инфекционных болезней Первого МГМУ им. Сеченова Еленой Волчковой.

Как сообщил официальный представитель ВОЗ Тарик Язаревич, в настоящее время каких-либо научных доказательств того факта, что новая коронавирусная инфекция COVID-19 способна распространяться из-за употребления воды из-под крана нет. "Не существует вообще ни одного ни научного, ни даже околонаучного свидетельства достоверности подобного факта", - заявил он..

- Могут ли вирусы в принципе передаться через воду – водопроводную, в открытых водоемах?

- Дело в том, что у нас централизованное водоснабжение и идет хорошая обработка воды, хлорирование и прочее. В Москве можно пить из-под крана воду спокойно. Во всех бассейнах тоже проводится интенсивное хлорирование воды. Что касается открытых водоемов, то там наличествуют не столько вирусы, сколько паразитарные и бактериальные инфекции; вирусы в открытых водоемах практически не живут, тем более там высокая инсоляция, к которой они чувствительны. А уж если есть фекальное загрязнение, в том числе канализация по берегам рек, там, конечно, есть опасность заразиться бактериальной инфекцией. Но не вирусом.

- Кстати, об инсоляции. Ученые говорят о чувствительности всей семьи коронавирусов к ультрафиолету. Есть ли надежда, что с наступлением теплых дней распространение COVID замедлится? И почему тогда он не прекращается в жарких странах, таких, как Индия или та же Италия?

Надо учитывать скученность населения. И если взять Индию, то там люди живут на головах друг у друга и царит полная антисанитария. При таких условиях никакая инсоляция не поможет. Считается, что нужно максимально дистанцироваться, держать не меньше полутора метров друг от друга -- это гарантирует прерывание передачи вируса воздушно-капельным путем. Но да, вирус очень чувствителен к ультрафиолету. При этом при близком контакте даже под солнечными лучами передача вируса может состояться. Считается, что температура воздуха выше, чем плюс 9, для него губительна. Однако если даже в плюс 30 люди соберутся в скученном помещении, никакое температурное воздействие роли не сыграет.

- В Интернете распространяется информация о том, что COVID выживает на дереве 4 года. Это может быть?

-- Таких доказанных данных нет, непонятно, откуда информация появляется. Подобные сообщения требуют наличия ссылки на научное издание, и если ее нет -- информация неправдоподобна и нереальна. А если есть ссылка, надо открыть ее и прочитать. Иногда даже по подобной ссылке ничего нет. Но люди верят всему, что распространяется.

-- Новые европейские рекомендации – приходя с улицы, надо сразу постирать всю одежду, промыть обувь и помыться, включая голову. Как думаете, это не слишком?

-- Чтобы возникло заболевание, вирус должен попасть на слизистые -- в глаза в меньшей степени, а главным образом, в дыхательный тракт. Что касается верхней одежды, при попадании вируса на ткани, очень мала вероятность заразиться – только если каким-то образом занести его на свои слизистые. Стирать не обязательно, можно провести обработку дезинфицирующими растворами для одежды. Проще максимально сократить хождение в народ. Или держаться на дистанции от любых людей – тогда точно не заразитесь. Если вы стоите на расстоянии в полтора метра от больного человека и он не кашляет, вы не заразитесь. Все эти рекомендации направлены на то, чтобы психологически заставить людей сидеть дома. В Великобритании вот взяли и в разгар вспышки устроили марафон. А когда человек бежит, частота вдыхания увеличивается и возможность распространения вируса растет.

- Каковы ваши рекомендации?

- Мойте руки, лучше всего, хозяйственным мылом, и подолгу. В свое время ВОЗ давала рекомендации по промыванию носовых проходов и горла по методу йогов – это позволяет смывать вирусы со слизистых оболочек и резко уменьшает риск инфицирования.

Некоторые великие открытия вначале напоминают чудовищные ошибки.

В 1986 году выпускница Нью-Йоркского государственного университета Лита Проктор (Lita Proctor) решила узнать, как много вирусов содержится в морской воде. В то время считалось, что шанс обнаружить их там почти отсутствует. Те немногие исследователи, кто тратил свое время на их поиски, практически не находили их там. Большинство экспертов считали, что вирусы, обнаруженные в океане, попали туда из канализации и других источников, находящихся на суше.

Через годы несколько ученых собрали доказательства, не укладывавшиеся в данную теорию. Океанолог Джон Сиберт (John Sieburth) опубликовал снимок морской бактерии и вырывающихся из нее вирусов. Проктор решила, что стоит начать их систематический поиск. Она путешествовала по Карибскому и Саргассовому морям, собирая образцы воды. Когда Проктор взглянула на собранные ею образцы через электронный микроскоп, ее взгляду предстал целый мир вирусов. Некоторые держались отдельно, в то время как другие находились внутри своих бактерий-носителей.

Основываясь на количестве вирусов, обнаруженных ею в собранных образцах, Проктор предположила, что каждый литр морской воды содержит около ста миллиардов вирусов.

Цифры, полученные Проктор, были несоизмеримы с результатами предыдущих исследований. Немногие ученые бы удивились, узнав, что она по ошибке добавила пару лишних нулей. Но когда другие ученые проводили собственные исследования, которые привели к схожим результатам, то они также пришли к мнению, что в океане живет около 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 вирусов.

Сложно найти что-то, с чем можно сравнить такое невероятное число. На каждого обитателя океана приходится по пятнадцать вирусов. Если положить все вирусы океана на чашу весов, то на другой можно разместить семьдесят пять миллионов голубых китов. Если же выстроить все их в одну линию, то она протянется через шестьдесят ближайших галактик.

Все эти цифры не означают, что купание в океане граничит с самоубийством. Только 1/60 часть вирусов в океане способна инфицировать человека. Некоторые морские вирусы инфицируют рыб и других морских животных, но наиболее частой их добычей являются микробы. Микробов хоть и не видно невооруженным взглядом, но они по массе превосходят всех живущих в океане китов, все кораллы и остальные формы океанической жизни. Подобно тому как бактерии в нашем организме подвергаются нападению фагов, морские микробы атакуются морскими вирусами-бактериофагами (морскими фагами).

Когда Феликс Д’Эрель впервые обнаружил бактериофаги в организмах французских солдат в 1917 году, многие ученые отказывались верить в их существование. Сто лет спустя выяснилось, что Д’Эрель обнаружил самую распространенную форму жизни на Земле. С момента обнаружения Проктор изобилия морских вирусов ученые продолжают делать открытия, подтверждающие их колоссальное влияние на нашу планету. Морские фаги влияют на экологию Мирового океана. Они вносят свой вклад в мировой климат. Кроме того, они оказывали решающее влияние на ход эволюции на протяжении миллиардов лет. Другими словами, они играют роль цементирующего вещества в биосфере.

Сильной стороной морских вирусов является их высокая способность к заражению. За одну секунду три триллиона морских вирусов находят своих носителей. Каждый день вирусы убивают около половины всех бактерий в Мировом океане. Их убийственная эффективность держит под контролем размножение их носителей, и люди в конечном итоге часто оказываются в выигрышном положении. Холера, например, вызывается передающимися с водой бактериями вибрионами (Vibrio). Однако вибрионы являются носителями для некоторых видов морских фагов. Когда численность вибрионов резко возрастает и случается вспышка холеры, фаги тоже начинают размножаться быстрее. Популяция вирусов растет так быстро, что они убивают бактерий скорее, чем те могут размножаться. Бум размножения бактерий затихает, и эпидемия холеры вместе с ним.

Океанические вирусы поражают не только своим числом, но и своим разнообразием. Гены человека и гены акулы очень похожи — настолько похожи, что ученым удается найти аналог большинства генов человека в геноме акулы. Генетическое строение морских вирусов, с другой стороны, ни на что не похоже. Во время исследования вирусов в Северном Ледовитом океане, Мексиканском заливе, возле Бермудских островов и в Северной Атлантике ученые идентифицировали около 1 800 000 вирусных генов. Только 10 % их генов имеют аналоги в геноме бактерий, животных, растений или даже других вирусов. Остальные 90 % были совершенно неизвестны науке. В 200 литрах морской воды ученые обычно находят 5 000 генетически разнообразных вирусов. В килограмме морских отложений может быть до миллиона видов вирусов.

Одной из предпосылок существования такого разнообразия морских вирусов является обилие носителей. Каждый род вирусов должен приспосабливаться для того, чтобы проникнуть в организм носителя. Однако разнообразие может появиться и более мирным путем. Умеренные фаги постепенно проникают в ДНК своего носителя. Размножаясь, носители воспроизводят и ДНК вирусов. Пока ДНК умеренного фага остается невредимой, она имеет возможность вырваться из организма своего носителя во время его стрессового состояния. Но по мере смены поколений ДНК фага мутирует и теряет способность высвобождаться из генома носителя, становясь его неотъемлемой частью.

Воспроизводя вирусы, клетка-носитель может случайно добавить им собственных генов. Неся в себе гены бывших носителей, вирусы начинают вносить их вместе с собственными в ДНК новых носителей. По приблизительным расчетам вирусы переносят триллион триллионов генов от генома к геному ежегодно.

Благодаря заимствованию генов вирусы могут отвечать за выработку значительной части кислорода на Земле.

Распространенный вид океанических бактерий, синехококков, отвечает за четверть происходящего на Земле фотосинтеза. Изучая ДНК этих бактерий, ученые обнаружили, что их способность к фотосинтезу обусловлена позаимствованными у вирусов белками. Ученые нашли даже свободно живущие вирусы, обладающие фотосинтетическими генами, находящиеся в поисках новых носителей. Согласно примерным подсчетам, 10 % всего фотосинтеза на Земле происходит благодаря генам вирусов. Вдохните десять раз, и один из этих вдохов будет пожалован нам вирусами.

Циркуляция генов оказала огромное воздействие на существование жизни на Земле. Жизнь, в конце концов, зародилась в океане. Старейшими следами существования вирусов на Земле являются окаменелости морских микробов, датируемые 3 500 000 000 годами до н. э. В океане около 2 миллиардов лет назад появились первые многоклеточные организмы. Наши далекие предки выползли на сушу только 400 тысяч лет назад. Вирусы не оставляют окаменелых останков, но они оставляют след в геноме своих носителей. Эти следы доказывают существование вирусов на протяжении миллиардов лет.

Ученые могут отслеживать историю генов, сравнивая геномы видов, произошедших в далеком прошлом от общего предка. Это сравнение может, например, выявить гены, переданные древним вирусом своему носителю. Ученые выяснили, что геномы всех живых организмов содержат сотни тысяч генов, переносимых вирусами. Как бы сильно ученые ни углублялись в историю жизни на Земле, они всегда обнаруживали переносимые гены. Хотя Дарвин и представлял себе историю жизни в виде дерева, история генов больше напоминает шумную торговую сеть, имеющую историю длиной в миллиарды лет.

Возбудители оспы — одни из самых крупных вирусов. Похожее на гантель ядро содержит ДНК, защищенную белковым капсидом. Его окружает сферическая оболочка, оторванная от мембраны хозяйской клетки. Белковые трубочки на поверхности скрывают вирус от иммунной системы и обеспечивают заражение

В своем бескрайнем эгоцентризме человек долгое время видел себя на самой вершине пирамиды живых существ. Представлялось, что верхние этажи ее населяют близкие к нам животные, следом идут неподвижные грибы и растения, а основание занимают мириады мельчайших организмов, простейших и бактерий. И где-то на самом дне этой условной пирамиды, прямо на границе живого, расположились бесчисленные вирусы.

Неудивительно, что в пирамиде жизни место им нашлось только в самом низу. Вполне живым можно назвать разве что вирус, захвативший клетку и начавший действовать, используя ее механизмы синтеза белков и нуклеиновых кислот. Но в свободной форме он скорее мертв, чем жив: с появлением электронных микроскопов в 1930-х годах выяснилось, что их крошечные частицы (вирионы) представляют собой большие молекулярные комплексы, состоящие из белков и ДНК (или РНК), и способны разве что пассивно сохранять и переносить геном паразита от одного хозяина к другому.

Древо жизни

А по мере все лучшего понимания их устройства к этим отрицаниям добавились новые: не делятся, не синтезируют белки, не производят энергию. Наконец, вирусы не оставляют окаменелостей и следов в палеонтологической летописи, так что даже вопрос о том, откуда они появились, по-прежнему остается загадкой.

Слева направо: кишечная палочка (бактерия, 2 мкм), питовирус (1,5 мкм), мимивирус (400 нм), бактериофаг Т4 (225 нм), ВИЧ (120 нм), вирус Зика (45 нм), парвовирус (18–28 нм)

Приход гигантов

В самом деле, чем больше мы понимаем о вирусах, тем меньше общего остается у них друг с другом. Классические примеры, подобные табачной мозаике, содержат короткую ДНК и капсид из набора одинаковых повторяющихся белков. Однако другие могут окружать себя фрагментами клеточных мембран, которые часто насыщены самыми разнообразными белками. Третьи используют в оболочке белки в соединении с сахарами — гликопротеины. У четвертых ДНК вовсе нет, а роль носителя генетической информации играет РНК.

По сути, о вирусах в целом мы по-прежнему можем сказать все то же самое: они не видны в оптический микроскоп, не фильтруются, не производят белок вне клеток. Короткие геномы вирусов быстро мутируют и изменяются, что лишь добавляет путаницы в эту картину. Тем понятнее громадный интерес, который привлекло самое громкое открытие в вирусологии последних лет — обнаружение вирусов-гигантов. Еще в 1992 году, когда в одной из больниц британского Брэтфорда вспыхнула легочная инфекция, ученые исследовали пробы воды в поисках источника болезни. Здесь они заметили вполне безвредные амебы, а в амебах — довольно крупные сферы, которые поначалу сочли новым бактериальным разносчиком пневмонии.

Живой океан

А начиная с 2014 года команда Клавери обнаруживает гигантские вирусы и у одноклеточных организмов вечной мерзлоты. Из образцов, которые российские ученые собрали на берегу сибирской реки Анюй, были выделены Pithovirus sibericum и Mollivirus sibericum. Похоже, что вирусы-великаны могут быть распространены не менее широко, чем их хозяева-амебы: пока что этих гигантов находят практически везде. Большая часть их ДНК совершенно уникальна — например, из 467 генов питовируса целых 315 не встречаются больше ни у одного организма, и функции их неизвестны. Этот сложный генетический коктейль, сочетающий и заимствованные у хозяев элементы, и собственные неповторимые детали, может указать на истинное положение вирусов в мире живого.

Не существует ни единого гена, который был бы общим для всех вирусов на свете. Вдобавок их крошечные геномы чрезвычайно изменчивы, что сильно затрудняет анализ происхождения и эволюции вирусов привычными методами биоинформатики — например, сравнением последовательности нуклеотидов в их ДНК или РНК. Это же касается и аминокислотной последовательности вирусных белков. С другой стороны, функции, которые выполняют те же белки, определяются не столько их набором аминокислот, сколько пространственной конфигурацией, формой — фолдингом. Поэтому важные детали белковых структур остаются куда более стабильными во времени, чем их аминокислотные цепочки или кодирующие их нуклеотиды.

Это позволяет анализировать эволюционные отношения организмов, исходя из характерных элементов фолдинга их белков. Несколько лет назад такой анализ был проделан для 11 млн белковых структур. Биологи выделили в общей сложности 1995 суперсемейств фолдинга (Folding Superfamilies, FSF), две трети которых имеются только у клеточных организмов — бактерий, архей, эукариот. При этом большая часть остальных суперсемейств встречается у всех организмов, включая и вирусы. Это в общей сложности 424 FSF — более 1/5 их общего числа, весьма внушительное количество, которое свидетельствует в пользу гипотезы о долгом общем прошлом и коэволюции древнейших протоклеточных и протовирусных форм.

В этом океане вирусы могут выступать особенными, неклеточными формами существования генов, возникшими еще до появления протоклеток. Когда-то они были разнообразными и равными представителями зарождавшейся жизни. Однако некоторые из них — и образец этому нам дают гигантские вирусы — могли усложниться и дать начало будущим клеточным организмам. Они оказались настолько успешными, что вытеснили остальных на периферию эволюции. Предкам вирусов оставалась единственная и не самая приятная стратегия выживания — глубокий паразитизм внутри более удачливых соперников. Но применение этой стратегии на практике они довели до совершенства. Сегодня вирусы — самые многочисленные существа на нашей планете, вносящие огромный вклад в вечное волнение генетического океана жизни.

Очистка воды до питьевой – проблема XXI века

Одна из самых насущных проблем сегодня – это водоподготовка и очистка

Чистая вода – залог здоровья!

Правильный подбор водоочистного оборудования, качественный монтаж фильтров для воды и своевременное сервисное обслуживание

Мембранная технология водоочистки

Мембранная фильтрация – весьма популярный вид фильтрации воды. Её особенность заключается в том, что мембрана

Зачем нужна водоочистка в загородном доме?

Качество воды.. Поэтому, даже имея артезианскую скважину на своем участке, устанавливайте систему водоочистки,

Нюансы монтажа и обслуживания водоподготовки

Профессиональный монтаж – гарантия продолжительного использования без ремонта и дополнительных трат.

Классификация мембран для систем водоочистки

В быту так же данный тип мембраны широко применяется– фильтры устанавливаются в квартирах и домах, пользователь

Мембранная технология и ее главные преимущества в водоочистке

Установка в вашей водопроводной системе мембранной системы фильтрации позволит круглосуточно

Очистка воды обратным осмосом

Наличие системы обратного осмоса обеспечит вас бутилированной качественной водой для приготовление пищи и питья.

Бактерии и вирусы в воде

В наше дни экологические условия усугубляются. Роль питьевой воды, основная экологическая проблема современного мира

Очистка воды от примесей, запаха и бактерий

Какая бы система очистки воды не применялась при подготовке её для подачи к потребителю, первым этапом

Очистка воды из скважины

Вода из скважины может иметь такие загрязнения, как, бактерии и вирусы, тяжелые металлы. Очистить воду от железа.

Бактерии и вирусы в воде

В наше дни экологические условия усугубляются. Роль питьевой воды, основная экологическая проблема современного мира, которая воздействует на здоровье население и экологическую защиту употребляемых продуктов питания. От устаревших очистительных сооружений и старых методов фильтрации, получаем воду низкого качество, загрязненной, с массой примесей и веществ.А так же содержится в воде бактерии и вирусы, вызывающих серьезные заболевания. Для того что бы обезопасить себя и близких необходимо установить систему водоочистки или водоподготовки, в этом могут помочь наши специалисты.

Гепатит А составляет примерно 40% от всех случаев вирусных гепатитов. Заболевание гепатитом А в основном типично жарким странам, где нет чистых источников питьевой воды. Так как вирус может оставаться в неблагоприятных условиях, то он в немалых количествах содержится в разнообразных водоемах. Главная причина заражения болезнью, употребление загрязненной вирусом не кипяченной воды. Причем, не только питьевой, но и воды применяемой при мытье рук, чистке зубов, мытье посуды, овощей и фруктов. Вирус передается, как правило, орально-фикальным путем. Признаки гепатита А изначально напоминает признаки гриппа - головные боли, высокая температура. Далее возникают признаки расстройства желудка - боли в области живота, тошнота, рвота, нарушение стула, изменение цвета кожи в желтый оттенок. Что бы обезопасить себя от вируса гепатита А, необходима использовать обратноосмотические или мембранные фильтры.

Энтеровирус-это обширная группа вирусов, которые состоят из РНК и белка.Заражение происходит воздушно-капельным путем, через влажную почву, воду, бытовым способом. Часто заражение происходит при употреблении в пишу загрязненных вирусами овощей и фруктов. Вирусы попадают на овощи и фрукты при удобрении не обеззараживание сточными водами. Вирус может поражать сердце, спиной мозг, головной мозг, кожу, легкие и др. Для борьбы с вирусом необходимо установить качественную магистральную очистку водопроводной воды.

Холерный вибрион - холера острая кишечная, антропонозная инфекция.Заражение возникает по большой части при питье не обеззараживанной воды, заглатывании воды при купании в загрязнённых водоёмах, во время умывания, а также при мытье посуды заражённой водой.

Аэромонада - напоминает собой грамотрицательные, палочковидные, не образующие спор бактерии, обитающие в основном в районах с теплым климатом. Аэромонаду можно встретить как и в пресной, так и в соленой воде. Для очистки воды от вирусов используют ультрафильтрацию и адсорбцию. Так же наша компания может провести лабораторный анализ воды.

Везде, где есть жизнь, есть вирусы. Водная среда, занимающая бóльшую часть нашей планеты, в которой сосуществует огромное число различных организмов, создает прекрасные условия и для жизни вирусов. В водных экосистемах вирусы атакуют все живые организмы – от бактерий до китов. Оставим за рамками рассмотрения вирусы крупных организмов и останемся в микромире – в мире микроскопических организмов, которые являются основой пищевых цепей и, как выясняется, многих глобальных процессов

Первая информация о количестве вирусных частиц в водных экосистемах, потрясшая исследователей, была получена в 1989 г. (Bergh et al., 1989). Материал из проб морской воды был осажден центрифугированием прямо на сеточки с пленкой-подложкой и исследован в трансмиссионном (просвечивающем) электронном микроскопе. В одном миллилитре оказалось до 2,5 × 10 8 вирусных частиц, представленных в основном фагами с характерной морфологией (капсид-отросток, или голова-хвост), что в 10 3 —10 7 раз превышало концентрацию фагов, определенную путем традиционного высева проб на бактериальный газон (метод бляшек). Разница на порядки объясняется тем, что не все бактерии культивируются, и не все вирусы-фаги инфицируют именно бактерии.

Бактериофаги в глобальном круговороте

Во-первых, удаление из экосистемы части бактерий, уничтоженной фагами, уменьшает интенсивность перевода нерастворимого (взвешенного в водной толще и осаждающегося на дно) биогенного вещества (различных частиц, отмерших организмов и др.) – в растворенное (расщепленное, гидролизованное). Таким образом фаги нарушают классическую пищевую цепь. Этот процесс был назван вирусным шунтом (Wilheln, Suttle 1999). По оценкам авторов, через этот шунт может проходить до четверти первичной продукции углерода океана.

Количественная мультитрофическая модель, созданная авторским коллективом океанологов и математиков описывает влияние морских вирусов на микробиальные пищевые сети и процессы, проходящие в экосистемах. Согласно этой модели водные экосистемы, содержащие вирусы, будут иметь усиленный круговорот органического вещества, уменьшенный перенос этого вещества на более высокие трофические уровни и увеличенную валовую первичную продуктивность (Weitz et al., 2014). Авторы модели считают, что в оценках круговорота углерода и азота необходимо учитывать роль вирусов, так как они являются важной составляющей пищевых сетей и регулируют глобальные биогеохимические циклы.

Цианофаги – особый случай?

Цианобактерии (синезеленые водоросли), хотя и относятся к домену Bacteria, благодаря способности к фотосинтезу играют иную нежели гетеротрофные бактерии роль в водных экосистемах. Это одни из самых древних организмов. Они доминировали на ранних стадиях эволюции биосферы Земли и определяли биогеохимические циклы. Их бурное развитие вызвало изменение атмосферы, обогатило ее кислородом, что сделало возможным появление других организмов и направило эволюцию биосферы нашей планеты. Можно предположить, что цианофагов тогда еще не было.

Вирус морской диатомеи Chaetoceros debilis CdebDNAV – сохраняет инфекционность при широком диапазоне температур (от 20°С до -196°С) без добавления криопротекторов (Nagasaki, 2008).

Вирусы токсичной красной водоросли Heterosigma akashiwo сохраняют литическую активность в донных отложениях (Lawrence, 2002).

Цианофаги могут сохраняться в осадках до 100 лет (Suttle, 2000).

Гигантский вирус амеб Pithovirus sibericum – выделен из вечной мерзлоты возрастом 30 тыс. лет (Legendre et al., 2014)

И сегодня среди цианобактерий есть экстремофилы – виды, прекрасно существующие в горячих источниках, жарких пустынях, а также арктических и антарктических условиях. Если у таких видов есть цианофаги, то насколько они, эти цианофаги, уникальны?

Поскольку пресноводные нитчатые цианобактерии легко культивируются, именно из них и были выделены первые цианофаги – вирусные частицы в форме икосаэдра без хвоста диаметром 66 нм, о чем последовало короткое сообщение в Science (Safferman, Morris, 1963). Ими были инфицированы нитчатые цианобактерии Lyngbya, Plectonema и Phormidium. За последующие десять лет были выявлены фаги у других цианобактерий, в том числе пикопланктоных (Synechococcus, Microcystis) и нитчатых, формирующих гетероцисты (Anabena, Nostoc). Пробы для исследования были получены, в основном, из сточных вод и очистных сооружений.

За разнообразием – на Байкал!

Вирусы древнейших

Ферменты архей применяются в пищевой промышленности, так как могут работать при высоких температурах, а ДНК-полимераза археи Pyrococcus furiosus используется в ПЦР (полимеразной цепной реакции). Сами археи являются компонентом очистных сооружений, обеспечивая анаэробное разложение сточных вод; используются при обогащении руд ценных металлов. Ясно, что в промышленном производстве лизис архей вирусами – большая неприятность.

Структурные исследования вирусных капсидов показали, что бесхвостые икосаэдры, инфицирующие архей, бактерий и эукариот, имеют общего предка (Abrescia et al., 2012). Например, структурные сходства имеют белки оболочки нитчатых вирусов табачной мозаики, двух вирусов архей из рода Acidianus и вируса гепатита B. Несмотря на низкую гомологию аминокислотных последовательностей, белки вирусов архей могут иметь сходные элементы третичной структуры с вирусами других доменов (Dallas et al., 2014). А совсем недавно был описан нитевидный вирус гипертермофильной археи Pyrobaculum, который имеет уникальную среди ДНК-содержащих нитевидных вирусов структуру вириона. Его линейный геном заключен в трехслойный панцирь, состоящий из двух белковых слоев и дополнительной наружной оболочки. Вирион организован в виде суперспирали подобно вирусам Эбола и Марбург, но они являются РНК-содержащими (Rensen et al., 2016).

Каждую секунду в океане происходит 10 23 вирусных инфекций. Каждая инфекция имеет возможность для введения новой генетической информации в организм и в вирусное потомство, способствуя таким образом эволюции как сообществ хозяина, так и вирусов (Suttle, 2007). И хотя важность водных вирусов уже стала очевидной, на многие вопросы наука пока ответить не может.

Bergh Ø, Borsheim KY, Bratbak G, Heldal M. Abundance of viruses found in aquatic environments // Nature. 1989. V. 340. P. 467—468.

Hug L. A., Baker B. J., Anantharaman K. et al. A new view of the tree of life //Nature Microbiol. 2016. 11 Apr. N. 16048. DOI 110.1038.

Pietilä M. K., Demina T. A., Atanasova N. S., Oksanen H. M., Bamford D. H. Archaeal viruses and bacteriophages: comparisons and contrasts // Trends in Microbiology. 2014. V. 2. N. 6. P. 334—344.

Prangishvili D. The wonderful world of archaeal viruses // Annu. Rev. Microbiol. 2013. V. 67. P. 565–85.

Suttle C. A. Viruses in the sea // Nature. 2005. V. 437. P. 356—361.

Дрюккер В. В., Дутова Н. В. Бактериофаги как новое трофическое звено в экосистеме глубоководного озера Байкал // Докл. РАН. 2009. Т. 427, № 2. С. 277—281.

Автор благодарит Г. И. Филиппову (ЛИН СО РАН, Иркутск) за помощь в подготовке публикации