Italienska forskare har funnit att virusinfektioner spelar en stor roll i jordens största ekosystem – mikroberna under havsbotten.
Foto: SCANPIX
Mikroberna är av två slag, båda encelliga. En del är bakterier men de flesta är arkéer, en livsform som visserligen liknar bakterier men som är närmare släkt med oss människor än med bakterierna. Deras utvecklingslinjer gick åt skilda håll redan någon gång vid livets första början, för åtminstone tre miljarder år sedan.
Arkéer finns ofta i extrema miljöer. De finns i heta källor under havet i upp till 122 grader varmt vatten, i Döda havets extremt salta vatten och i koncentrerad svavelsyra.
– Det är inte så oväntat att det är mycket arkéer. Ju bättre metoder vi får, desto fler arkéer hittar vi, säger Karsten Pedersen, molekylärbiog vid Göteborgs universitet. När han säger det är han själv 450 meter under jord för att söka mikrober vid SKB:s Äspölaboratorium utanför Oskarshamn.
Men trots att arkéerna har så varierande levnadsvanor går de att känna igen på ett fettmaterial som ingår i deras cellväggar.
Tyska och japanska forskare rapporterar i Nature hur de mätt halten arké-fett i prover från havsbottengyttja från många olika ställen i haven, en del från bottnar under mer än 5 000 meter djupt hav. Skälet till att arkéerna är i stor majoritet i prover tagna mer än en meter ner i sedimenten är antagligen att de har en energisnålare livsstil. Proven visar att 500 meter ner i havsbottnen finns miljoner celler (varelser) per kubikcentimeter. Forskarna uppskattade också mängden biomassa under havet: 90 miljarder ton kol, nästan hälften så mycket som i de tropiska skogarna. Mer än varannan mikrob på vår planet bor under havet.
Sett till mängden biomassa är havssedimenten världens största sammanhängande ekosystem.
Sedimenten täcker större delen av havet mellan spridningsryggarna, de bergskedjor som reser sig över havsslätterna. De byggs på genom att material singlar ner från de solbelysta delarna av havet, år efter år och årmiljon efter årmiljon. De kan vara flera kilometer djupa.
Tidigare har man trott att livet i sedimenten var oerhört långsamt, att mikroberna bara precis överlevde och växte till och delade sig oerhört långsamt, eftersom det är en kronisk brist på mat och näring. Kort sagt: att livet där var oerhört trist och enahanda.
Men en grupp främst italienska forskare har visat, också i Nature, att ond bråd död finns även där. Där finns nämligen enorma mängder virus.
Virus brukar inte räknas som liv eftersom de inte har någon matsmältning. De är bara ett DNA-paket som kan lura levande organismer att skapa kopior av sig själva. Men de senaste årens forskning har visat att virus ändå har en stor ekologisk betydelse, till exempel i det öppna havet. De bidrar till biologisk mångfald genom att olika bakterier klarar sig bättre mot virus än dem som är exakt likadana.
Virus attackerar mikroberna i djupet och spränger sönder deras cellväggar när de tar sig ut. De sprängda mikroberna blir snabbt till mat för andra. Systemet är nästan självunderhållande.
Men bara nästan. Material och energi tillförs hela tiden uppifrån. Och underifrån. Vätgas bubblar upp från berggrunden under. Där finns det både bakterier och arkéer som kan framställa stärkelse utan en enda foton av solljus. Det bildas ofta konsortier av olika mikrober som transporterar energi och material mellan sig för att bättre utnyttja de magra resurserna. Dessutom kan mikroberna röra sig.
– Mycket virus är ett tecken på ett sunt ekosystem. Jag har sett detsamma i det svenska urberget, säger Karsten Pedersen.
Redan förekomsten av virus visar att alla mikrober inte ligger i koma utan lever på riktigt, påpekar han.
– Virus kan inte bryta ner bakterier, bakterien bryter ner sig själv, säger han.
Den klarar bara att ta livet av sig om den är vid full vigör.
I och med att det är mer liv och rörelse i djupet än man trott, kanske modellerna för havets kolbalans borde göras om. 630 miljoner ton omsätts per år genom virusens verksamhet, beräknar forskarna. Det är nästan en tiondel av vad mänskligheten omsätter genom att elda kol, olja och gas eller 45 gånger mer än Sveriges fossila koldioxidutsläpp.
”För några år sedan antog vi att ekosystemen i havsdjupen inte hade några strömmar och rörelser”, säger en av författarna till uppsatsen om virusen, Roberto Danovaro vid tekniska högskolan i Ancona till tidskriften Nature. ”Nu vet vi att mängder av material och sediment kan komma upp från djupet på några dagar.”
Hur mycket kol som lagras i sedimenten och hur mycket som återvänder till havet och atmosfären och hur detta ändras kan vara avgörande kunskap för att förutse det framtida klimatet. Särskilt viktigt är det att hålla ett öga på metan, en stark växthusgas som finns i enorma mängder i en del av sedimenten. Den bildas, och äts upp, av mikrobsamhällena.
