Бактерії разом із вірусами пришвидшують загибель морських водоростей

Бактерії, пов’язані з морськими мікроводоростями, можуть посилювати їхню загибель під час вірусної інфекції. Це показало дослідження, про яке повідомляє Nature: поєднання вірусів і бактерій прискорювало руйнування цвітіння водоростей, що бере участь у глобальному кругообігу вуглецю.

Експерименти з кокколітофоридою

Дослідники вивчали одноклітинну водорість Gephyrocapsa huxleyi, раніше відому як Emiliania huxleyi. Цей вид формує великі цвітіння в океані та відіграє роль у вуглецевому й сірчаному біогеохімічних циклах. Відомо, що такі цвітіння часто припиняються після зараження гігантським ДНК-вірусом Emiliania huxleyi virus.

У культурах водоростей із природно пов’язаною бактеріальною спільнотою застосування антибіотиків зменшувало смертність після вірусного зараження — до 19 разів порівняно з культурами без такої обробки. Водночас за наявності вірусу кількість бактерій зростала: на четвертий день вона була до 1,5 раза вищою, ніж у незаражених культурах.

Ефект виявили в кількох видів

Автори також перевірили взаємодію на трьох інших морських мікроводоростях — Phaeocystis globosa, Micromonas commoda та Ostreococcus tauri. В усіх випадках обробка антибіотиками послаблювала смертність заражених вірусами культур. Науковці зазначили, що сила взаємодії може залежати від сприйнятливості господаря, заразності вірусу та складу мікробіому.

Для окремого лабораторного досліду команда виділила бактеріальну спільноту з фази згасання цвітіння та додала її до стерильних культур G. huxleyi. За одночасної присутності бактерій і вірусу щільність клітин водоростей через сім днів була приблизно вчетверо нижчою, ніж за дії лише вірусу. При цьому виробництво вірусів та частка інфікованих клітин істотно не відрізнялися; у літичній фазі зараженими були до 70% клітин.

Зміна бактеріальної спільноти

Під час вірусного зараження склад бактерій помітно змінювався. До сьомого дня частка Alteromonas зросла приблизно з 2,1% до 20,2%, а Olleya — майже з нуля до 32,9%; ці роди стали домінантними у спільноті. Дослідники пов’язують це з появою метаболічної ніші, яку бактерії використовують завдяки змінам у метаболізмі водоростей або продуктам руйнування їхніх клітин.

Для оцінювання ролі окремих бактерій автори запровадили індекси синергії та користі. Зокрема, Alteromonas stellipolaris MB63 посилювала скорочення популяції водоростей приблизно на 20% і більш ніж удвічі нарощувала ріст за умов вірусного зараження. Натомість Sulfitobacter pontiacus MB3 не продемонструвала статистично значущого впливу на загибель водоростей.