Zuidelijke IJszee zit bomvol met onbekende virussen

Voor zijn onderzoek bemonsterden Piedade en collega's de Antarctische wateren bij het Britse onderzoeksstation Rothera. Op de kleine virusdeeltjes die ze eerst uit het water hadden gefilterd, deden ze genetische analyses in het Nederlandse 'Dirk Gerritszlab', dat in het Britse Zuidpoolstation huist. Veel van de virussen die in de Antarctische Zee werden gevonden (ongeveer 200 miljoen virussen per glas zeewater) verschilden van bekende mariene virussen.. “Van de ongeveer 8.000 virusgenoomsequenties kwam 75% van de soorten niet voor in de databases, wat duidelijk maakt hoe uniek en onontdekt de Antarctische omgeving werkelijk is”, aldus Piedade.

Sleutelrol

Op basis van hun verschillen en overeenkomsten met bekende virussen probeerde Piedade de virussen ook te koppelen aan potentiële gastheren. “Deze gastheren zijn vaak eencellige algen en bacteriën”, legt hij uit. “We vonden daarnaast ook een sterke seizoensgebondenheid in de virussen. De algenbloei aan het begin van de Antarctische zomer geeft een 'kick-start' aan het leven in de oceaan. Door de algengastheren langere tijd te volgen,  zagen we ook de specifieke virussen met hun gastheren meestijgen. Dat laat zien hoe deze virussen een sleutelrol spelen in het controleren van de populaties van algen en bacteriën.”

Reuzenvirus

Tussen al die duizenden verschillende virussen, ontdekten Piedade en collega's dat een selecte groep een sleutelrol speelt in de kringloop van het algenleven in de oceaan. Piedade was vooral enthousiast over het relatief hoge aantal zogenaamde reuzenvirussen dat hij aantrof. “Ze vertonen een zeer sterke binding met de seizoenen en waren vaak gekoppeld aan ‘hogere’, eukaryotische algen.”

Circulatie van koolstof en voedingstoffen

Professor Brussaard, de promotor van Piedade, is erg tevreden met de stukjes die haar promovendus aan de puzzel heeft toegevoegd. “Antarctica is bijzonder gevoelig voor klimaatverandering. Het relatief korte voedselweb begint hier ook met algen, de primaire producenten, en eindigt kort daarna met vissen en visetende vogels en zeezoogdieren. De virussen die de bloei of het verval van algen controleren, spelen hier dus echt een hoofdrol.”

Door eencellige algen en bacteriën te doden, brengen virussen weer koolstof en andere voedingsstoffen in circulatie, legt Brussaard uit. “Ze bepalen of de koolstof die door algen wordt gevangen naar de bodem van de oceaan kan zinken, in de voedselketen blijft door ‘grazende vissen’ of als opgeloste organische stof weer in het water terechtkomt, na een virale infectie die cellen kapotmaakt en recycling stimuleert. Dus als we ooit willen begrijpen wat de opwarming van de aarde met dat systeem doet, moeten we in de eerste plaats weten wie de spelers zijn.”