Odkryte w Dragon Hole wirusy są groźne? Naukowcy badają

Dragon Hole – wirusy w błękitnej dziurze

Dragon Hole (smocza dziura), znana też jako Sansha Yongle Blue Hole, to niemal pionowa podwodna studnia w Morzu Południowochińskim. Znajduje się w rejonie Wysp Paracelskich, ok. 9 km na północ od wyspy Drummond. Dragon Hole ma u wylotu ok. 130 metrów średnicy, a jej dno opada do głębokości ok. 300 metrów. Z lotu ptaka odcina się od otaczającego morza intensywnie ciemnym odcieniem.

Czym są błękitne dziury?

Błękitne dziury to duże, zwykle niemal pionowe zapadliska lub jaskinie zalane wodą morską. Wycięte są zazwyczaj w skałach węglanowych, takich jak wapienie czy dawne rafy koralowe. Powstają, gdy przez tysiące lat lekko kwaśna woda rozpuszcza skałę, tworząc system jaskiń, których stropy ostatecznie się zapadają. Następnie – przy wzroście poziomu morza – całość zalewa woda.

Z góry widać je jako niemal okrągłe, ciemnoniebieskie plamy otoczone płytszą, jaśniejszą wodą To wynik połączenia dużej głębokości i stromych ścian. To one pochłaniają światło. Przez lata za najgłębszą znaną błękitną dziurę na świecie uchodziła Dragon Hole. Od 2024 roku miano to dzerży Taam Ja’ w zatoce Chetumal w Meksyku. Jej głębokość szacuje się na ponad 420 metrów.

Podwodne laboratorium

To, co czyni Dragon Hole wyjątkową, to jej izolacja. Strome ściany i wąski otwór uniemożliwiają mieszanie się wody z otoczeniem. W przeciwieństwie do otwartego oceanu, gdzie prądy i wiatr nieustannie mieszają wodę, wewnątrz Dragon Hole tworzy się wyraźnie warstwowa struktura. Górne kilkadziesiąt metrów przypomina „normalny” ocean. Jednak poniżej poziomu, na którym kończy się dopływ świeżego tlenu, zaczyna się strefa całkowicie beztlenowa.

Badania chińskich zespołów oceanograficznych pokazują, że w tych warunkach rozwijają się gęste społeczności mikroorganizmów wykorzystujących energię nie ze światła, lecz z reakcji chemicznych, m.in. utleniania związków siarki. Różne grupy bakterii dominują na różnych głębokościach. Tworzą one jakby „piętra” ekosystemu, od stref bliższych powierzchni po głębokie warstwy całkowicie pozbawione tlenu. To sprawia, że Dragon Hole jest naturalnym „laboratorium” do badania życia w warunkach przypominających niektóre dawne oceany Ziemi oraz beztlenowe strefy współczesnych mórz.

Tajemnicze wirusy w Dragon Hole

Zespół chińskich badaczy, m.in. z instytutów morskich współpracujących z Chińską Akademią Nauk, pobrał próbki wody i osadów z różnych głębokości Dragon Hole, a następnie przeanalizował materiał genetyczny. Analiza sekwencji DNA ujawniła ok. 1730 odrębnych typów wirusów. Większość wykrytych w Dragon Hole wirusów to formy wcześniej nienotowane i w dużej mierze niedopasowane do istniejących baz danych.

Duża część tych wirusów to prawdopodobnie bakteriofagi, infekujące bakterie stanowiące podstawę tamtejszych ekosystemów mikrobiologicznych. Naukowcy zwracają uwagę, że skład społeczności wirusów zmienia się wraz z głębokością. Inne typy dominują w warstwach, gdzie wciąż jest trochę tlenu, a inne w głębokich, całkowicie beztlenowych strefach. To sugeruje, że wirusy są ściśle powiązane z lokalną chemią wody i dominującymi tam bakteriami. Wpływają tym samym na obieg pierwiastków i stabilność całego ekosystemu.

Czy odkryte w Dragon Hole wirusy zagrażają ludziom?

Choć liczba odkrytych wirusów brzmi niepokojąco, dostępne informacje z analiz laboratoryjnych wskazują, że nie ma dowodów na to, by były one zdolne do zakażania ludzi. Zdecydowana większość wykrytych cząstek wirusowych wydaje się infekować mikroorganizmy. Wśród nich głównie bakterie i inne drobne formy życia zamieszkujące głębokie, beztlenowe warstwy Dragon Hole.

Kluczowe jest również to, że głębokie warstwy Dragon Hole są izolowane od otwartego oceanu. Ograniczona cyrkulacja wody utrudnia przemieszczanie się tamtejszych wirusów do powierzchni i dalej w światowe prądy morskie. Nawet gdyby pojedyncze cząstki wydostały się wyżej, nie ma dowodów, by były przystosowane do życia w środowisku bogatszym w tlen. Ani tym bardziej czy były zdolne do zainfekowania organizmu ludzkiego.

Konsekwencje odkrycia w Dragon Hole

Odkrycie ok. 1730 wirusów w Dragon Hole otwiera kilka ważnych kierunków badań. Po pierwsze, jest to sygnał, że istnieją całe „archiwa” nieznanych wirusów, które dotąd nie trafiły do baz danych. Ich opisanie pozwoli lepiej zrozumieć ewolucję wirusów i relacje między nimi a gospodarzami.

Po drugie, zrozumienie, jak wirusy modulują obieg pierwiastków w takich beztlenowych środowiskach, może poprawić modele globalnych cykli biogeochemicznych, m.in. obiegu węgla w oceanach.

Po trzecie, ekstremalne, chemicznie nietypowe środowiska są źródłem unikatowych enzymów i szlaków metabolicznych. Co istotne, część genów kodujących takie funkcje może być przenoszona właśnie przez wirusy. W dłuższej perspektywie może to przełożyć się na poszukiwania nowych narzędzi biotechnologicznych.

Chińskie zespoły już zapowiadają kolejne wyprawy badawcze do Dragon Hole. Wykorzystując zaawansowane pojazdy podwodne i roboty, zamierzają pobrać próbki z większej liczby głębokości i lokalizacji wewnątrz dziury. Planowane jest również porównanie Dragon Hole z innymi błękitnymi dziurami, by sprawdzić, czy podobne „banki” wirusów występują też w innych częściach świata.

Przeczytaj również: AI stworzyła wirusa. Szansa na wskrzeszenie wymarłych gatunków?