Laut einer Studie der University of California, Davis, sind Viren im Boden möglicherweise nicht so zerstörerisch für Bakterien wie bisher angenommen, sondern könnten stattdessen wie Rasenmäher wirken, indem sie ältere Zellen abtöten und Platz für neues Wachstum schaffen. veröffentlicht am 28. September in der Zeitschrift Naturökologie und Evolution.
Wie Viren Ökosysteme, einschließlich Bakterien, beeinflussen, ist schwer zu entschlüsseln, da sie komplex sind und sich im Laufe der Zeit und des Raums verändern. Aber der erste jährliche Regen in mediterranen Ökosystemen, etwa in Kalifornien, stellt eine Art Neustart dar und löst eine beobachtbare Aktivität aus.
Wissenschaftler entnahmen Erde aus vier kalifornischen Graslandschaften, brachten sie zurück in ihr Labor und simulierten Niederschlag, indem sie die trockenen Proben bewässerten, wodurch Mikroorganismen und Viren wuchsen. Sie verfolgten Änderungen über einen Zeitraum von 10 Tagen.
„Viren kommen im Boden wirklich reichlich vor, aber wir wussten nicht, ob sie überhaupt etwas bewirken“, sagte Joanne B. Emerson, außerordentliche Professorin für Pflanzenpathologie an der UC Davis und korrespondierende Autorin des Artikels. „Diese extreme Dynamik wurde noch nicht beobachtet.“
Viren sind wahrscheinlich nicht so tödlich
Die Forscher fanden heraus, dass die Viruszusammensetzung vielfältig war und sich so stark veränderte, dass am Ende des Experiments im Vergleich zu Beginn nur 15 % der Virustypen gleich waren. Bei den Bakterien gab es deutlich weniger Umsatz. Und die Viren jagten die vorherrschenden Bakterienarten, töteten sie aber nicht ab.
„Viralgemeinschaften verändern sich über kurze Zeiträume viel, viel stärker als Bakteriengemeinschaften aus denselben Proben“, sagte Emerson. „Wir sehen diese massive Veränderung, die wir Umsatz nennen, in der Zusammensetzung der viralen Community im Laufe der Zeit.“
Viren beeinflussen die Zusammensetzung von Bakteriengemeinschaften, was zu Unterschieden in der Funktionsweise von Ökosystemen führen kann, da Bakterien die Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe im Boden beeinflussen.
„Bakterien können die Pflanzengesundheit, die Ökosystemdynamik und alles Mögliche beeinflussen“, sagte Emerson.
Das Ergebnis legt nahe, dass sich Viren anders verhalten als bisher angenommen, und dieses Wissen könnte zu einem besseren Verständnis der Bodendynamik in Bezug auf Bakterien führen.
„Anstatt dass die Viren alles völlig auslöschen, führen sie vielleicht eine sanfte Keulung durch“, sagte Emerson.
Ein Muster für alle
Die Studie ergab auch, dass sich Viren in den vier Graslandschaften ähnlich verhielten, obwohl sie unterschiedliche Zusammensetzungen aufwiesen und von unterschiedlichen Orten stammten. Dies deutet darauf hin, dass die viralen Muster trotz ihrer spezifischen Merkmale ähnlich sind.
„Die viel größere Veränderung der Virusarten im Vergleich zu den Bakterienarten im Laufe der Zeit deutet darauf hin, dass wir die Bakterien möglicherweise falsch gemessen haben“, sagte Emerson.
Der Hauptautor des Papiers ist Christian Santos-Medellín, der Postdoktorand an der UC Davis war und jetzt bei Corteva Agriscience arbeitet. Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory, der UC Berkeley und der UC Merced trugen zu der Forschung bei.
Mehr Informationen:
Christian Santos-Medellín et al., Die Sukzessionsmuster viraler, aber nicht bakterieller Gemeinschaften spiegeln einen extremen Umsatz kurz nach der Wiedervernässung trockener Böden wider. Naturökologie und Evolution (2023). DOI: 10.1038/s41559-023-02207-5