Im Frühling, wenn die Sonne wieder scheint, beginnen auf dem arktischen Eis Algen zu blühen und färben große Eisflächen schwarz. Dadurch wird auch das Sonnenlicht weniger reflektiert und das Eis schmilzt. Die globale Erwärmung verstärkt diesen Effekt. Daher kommt es derzeit zu einer stärkeren Eisschmelze.
Schneealgen sind Algenarten, die in Eis- und Schneefeldern leben, die im Sommer langsam schmelzen. Man findet sie im Gletschereis der Berge oder im Meereis der Polarregionen.
Aber Forscher der Universität Aarhus in Dänemark haben möglicherweise einen Weg dazu gefunden regulieren das Wachstum von Schneealgen und stoppen die Eisschmelze nachhaltig.
Laura Perinieine Postdoktorandin am Institut für Umweltwissenschaften der Universität Aarhus, und ihre Kollegen erklären in ihrer kürzlich in Microbiom veröffentlichten Studie, wie sie herausgefunden haben Riesenviren, die neben Algen auf dem grönländischen Eisschild lebten.
Perini vermutet das Viren ernähren sich von Schneealgen und kontrollieren auf natürliche Weise Algenblüten: „Wir wissen nicht viel über Viren, aber ich denke, sie könnten nützlich sein, um die durch Algenblüten verursachte Eisschmelze zu mildern.“
Riesenviren versus normale Viren
Normale Viren sind 20 bis 200 Nanometer groß, während Bakterien 2 bis 3 Mikrometer groß sind. Riesenviren hingegen werden bis zu einer Größe von 2,5 Mikrometern groß, das größer ist als die meisten Bakterien. Doch Riesenviren haben im Vergleich zu normalen Viren nicht nur eine größere Hülle.
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Auch sein Genom ist deutlich größer. Bakteriophagen (auf Bakterien spezialisierte Viren) haben beispielsweise zwischen 100.000 und 200.000 Zeichen in ihrem Genom kodiert. Die Zahl der Riesenviren beträgt etwa 2.500.000.
Obwohl die Viren riesig sind, konnten Forscher sie nur durch DNA-Analyse identifizieren. „Wir haben die Viren entdeckt, indem wir die gesamte DNA in den entnommenen Proben analysiert haben. Durch die Analyse dieses riesigen Datensatzes auf der Suche nach spezifischen Markergenen haben wir Sequenzen gefunden, die eine hohe Ähnlichkeit zu bekannten Riesenviren aufweisen“, erklärt Perini.
Riesenviren wurden erstmals 1981 im Ozean entdeckt, wo sie sich auf die Infektion grüner Meeresalgen spezialisierten. Später, Auch im Boden und beim Menschen wurden Riesenviren gefunden. Aber es ist das erste Mal Riesenviren, die auf der Oberfläche von Eis und Schnee vorkommen und von Mikroalgen dominiert werdenerklärt Perini.
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Wissenschaftler analysierten Proben von dunklem Eis, rotem Schnee und Schmelzlöchern (Kryokonit). Sie fanden Signaturen aktiver Riesenviren sowohl im dunklen Eis als auch im roten Schnee. Laut Perini, UndDies war das erste Mal, dass sie auf der Oberfläche von Eis und Schnee mit einem hohen Anteil an pigmentierten Mikroalgen entdeckt wurden.
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Die Algen sind von einem ganzen Ökosystem umgeben: „Neben Bakterien, Fadenpilzen und Hefen gibt es Protisten, die Algen fressen, verschiedene Pilzarten, die sie parasitieren, und die Riesenviren, die wir gefunden haben und die sie infizieren“, erklärt Perini. Um Algenblüten biologisch bekämpfen zu können, müssten wir insbesondere die letzten drei Gruppen verstehen: algenfressende Protisten, parasitäre Pilzarten und infektiöse Riesenviren.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Viren Riesenviren verfügen über eine große Anzahl aktiver Gene, die es ihnen ermöglichen, DNA zu reparieren, zu replizieren, zu transkribieren und zu übersetzen. Warum das so ist und wozu es genau dient, sei aber noch unklar, sagt Laura Perini. Wissenschaftler untersuchen weiterhin Riesenviren, um mehr über ihre genaue Rolle im Ökosystem zu erfahren.
Hinweishinweis:
Perini, L., Sipes, K., Zervas, A. et al. Riesige Virussignaturen auf dem grönländischen Eisschild. Mikrobiom, 12, 91 (2024). https://doi.org/10.1186/s40168-024-01796-y
