Harvard-Wald (Pflanzenbildbibliothek/Flickr/CC BY-SA 2.0) In Massachusetts gibt es einen Wald, in dem seit fast 30 Jahren das am längsten laufende Experiment zur Bodenerwärmung der Welt stattfindet, bei dem gemessen wird, wie sich heißere Temperaturen auf die winzigen Lebensformen auswirken, die im Boden leben.
Mit dem Weg Der Klimawandel schreitet voran , man könnte sagen, die Zukunft selbst ist in diesem erhitzten Dreck begraben. Aber unser unbekanntes Morgen ist nicht alles, was sich dort verbirgt.
In diesem übergroßen Forschungslabor im Freien haben Wissenschaftler eine unerwartete Entdeckung gemacht und 16 seltene „Riesen“ gefunden. Viren die für die Wissenschaft völlig neu sind.
„Wir waren nicht auf der Suche nach Riesenviren“ sagt Biologe Jeff Blanchard von der University of Massachusetts Amherst (UMass).
„Unser Ziel war es, Bakterien direkt aus der Umwelt zu isolieren, um zu verstehen, wie sich mikrobielle Gemeinschaften als Reaktion auf die Bodenerwärmung verändern.“
(UMass Amherst/Jeff Blanchard)
Es war einmal, als es vielleicht keine Bodenerwärmung gab ganz genauso entscheidend Ein Phänomen, das es heute zu verstehen gilt, Wissenschaftler dachten, alle Viren seien unglaublich kleine Dinge, viel kleiner als Bakterien.
Und weil es Viren zu geben schien grundsätzlich anders als die drei „Lebensbereiche“ – Bakterien, Archaeen und Eukaryota – gab es Zweifel, ob sie technisch gesehen noch am Leben waren .
In jüngerer Zeit wurde jedoch die Entdeckung von Riesenviren hat einige dieser wissenschaftlichen Konzepte in Frage gestellt, wie Forscher herausfanden unbekannte Virusstämme die in viel größeren physischen Formen leben (konkurrierende Bakterien) und auch über viel größere und komplexere Genome verfügen.
Diese riesigen Viren waren erst in diesem Jahrhundert entdeckt , und bisher wurden sie meist in aquatischen Lebensräumen gefunden.
Allein aus diesem Grund ist die Entdeckung des Harvard Forest bemerkenswert, da es sich dabei um das erste Mal handelt, dass Riesenviren in einem terrestrischen Ökosystem entdeckt wurden, und zwar alles aus einem einzigen Erdklumpen.
„Die hier von einer einzigen Probenahmestelle generierten metagenomischen Daten enthielten weitaus mehr neue Riesen.“ Virus „Genome als jeder andere Datensatz, den ich bisher gesehen habe“, sagt Einer aus dem Team, der Bioinformatiker Frederik Schulz vom Joint Genome Institute (JGI) des Energieministeriums.
„Wir haben in dieser Studie 16 verschiedene Riesenvirusgenome geborgen, aber wir kratzen nur an der Oberfläche.“ Wenn wir an derselben Stelle mehr Proben nehmen, würde sich diese Zahl leicht verdoppeln, verdreifachen oder sogar vervierfachen.'
Um die Mikroben zu identifizieren, suspendierten die Forscher sie in einer Lösung, die einen ungiftigen Farbstoff enthielt, der an DNA bindet, und verwendeten eine Technik namens „ Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung (FACS) zur Isolierung einzelner Zellen.
Eine zusätzliche Methode, bekannt als Mini-Metagenomik , half dem Team, die DNA von etwa 2.000 einzelnen Zellen zu sequenzieren, was letztendlich zur Entdeckung der 16 der Wissenschaft bisher unbekannten Riesenviren führte.
Laut den Forschern könnte der Ansatz es einfacher denn je machen, Viren im Boden zu identifizieren Metagenom in der Zukunft.
Aber es hat bereits unser genetisches Verständnis dieser Mikroben erweitert und unsere Aufzeichnungen über das gesamte Riesenvirus erweitert phylogenetische Vielfalt um mehr als 20 Prozent und die Entdeckung einiger der größten bisher entdeckten Viren.
„Der Boden ist enorm vielfältig“ sagt Lauren Alteio, eine der UMass-Forscherinnen, „und wir fangen gerade erst an, an der Oberfläche der Organismen und Viren zu kratzen, die dort leben.“
Über die Ergebnisse wird berichtet Naturkommunikation .