Даже при дожде: доказано, что вирусы продолжают жить в почве в любую погоду

В почве живут целые сообщества микроорганизмов, включая бактерии, грибы, простейшие и вирусы. Взаимодействия между этими крошечными организмами формируют способность почвы удерживать углерод под землей. Однако до сих пор было мало что известно о пространственных закономерностях и динамике вирусных сообществ в почве. Теперь ученые знают об этом гораздо больше.

Почва — идеальная среда для вирусов

Новое исследование, проведенное учеными и сотрудниками Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), показывает, что вирусные сообщества в разных типах почв отличаются разнообразием. Это предполагает сильные ограничения на распространение в локальном масштабе. Ученые провели ряд тестов, чтобы понять, чем отличаются вирусы в каждой отдельной экосистеме — в поле, на лугу, в лесной подстилке.

«Знание состава и оборота вирусных сообществ в пространстве и времени необходимо, чтобы начать разбираться в том, что ограничивает взаимодействие хозяина и вируса в почве», — сказала ученый LLNL и соавтор Дженнифер Петт-Ридж. Специалисты обнаружили, что «виросфера» почвы очень разнообразна, динамична, активна и пространственно структурирована. Она способна быстро реагировать на изменение условий окружающей среды, особенно на количество осадков.

Все почвы имеют уникальный состав вирусов и бактерий

Почвы физически, химически и биологически неоднородны. Сложная сеть агрегатов и поровых пространств, составляющих почвенную матрицу, не только поддерживает разнообразие свойств ландшафта, но и ограничивает движение микроорганизмов. Через заражение и гибель другой микробиоты вирусы оказывают бесчисленное влияние на метаболизм, эволюцию и биогеохимические циклы Земли.

Огромное обилие почвенных вирусов намекает на их вероятное значение в наземных экосистемах. Предыдущие эксперименты по управлению количеством осадков показали, что уменьшение их числа может изменить состав бактериального сообщества почвы. До недавнего времени не было известно, могут ли эти сдвиги быть связаны с изменениями в виросфере почвы. Теперь ученые знают ответ.

Доступность воды влияет на формирование вирусных сообществ

В новом исследовании команда обнаружила, что вирусы адаптируются быстрее, чем их микробы-хозяева, при воздействии климатических изменений, таких как засуха. По мере снижения влажности почвы состав вирусного сообщества изменился, и типы вирусов, умеющие инфицировать адаптированные к засухе актинобактерии, стали преобладать. Но когда шел дождь, вирусы в почве сохранялись в первоначальном составе более длительное время. Влага не мешала их выживанию.

«Несмотря на большой пространственный оборот, вирусы согласованно реагировали на изменение условий окружающей среды», — сказала ученый LLNL и соавтор Катерина Эстера-Молина. Команда изучила почвенные вирусы на нескольких квадратных метрах ежегодных пастбищных участков в Хопленде, Калифорния. В течение трех лет до начала исследования эти участки содержались либо с 50%, либо с полным дополнением нормального годового количества осадков.