Đại dương chứa đầy virus – hàng tỷ tỷ virus

Một nghiên cứu mới đã xác định số lượng quần thể virus nhiều gấp 12 lần so với nghiên cứu trước đây.

Tin xấu cho những người sợ biển: không chỉ có cá mập và mực khổng lồ ẩn dưới bề mặt đại dương. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Cell cho thấy có gần 200.000 quần thể virus khác nhau trôi nổi trong các đại dương, và chúng cũng thường tập trung ở những nơi khó ngờ đến.

Quần thể virus là gì?

Thông thường, các nhà khoa học không phân loại virus thành các loài vì chúng tiến hóa quá nhanh và virus không thực sự sống theo nghĩa sinh học. Thay vào đó, virus được phân loại dễ dàng hơn thành các quần thể hoặc nhóm các dòng di truyền riêng biệt. Vì vậy, 200.000 quần thể virus không có nghĩa là 200.000 cá thể virus; thực tế là có nhiều hơn thế rất nhiều trong các đại dương. Thậm chí, chỉ một lít nước biển đã chứa khoảng 100 tỷ cá thể virus.

Trước đây, có rất ít nghiên cứu về việc ước lượng số lượng quần thể virus tồn tại, đặc biệt là trong các đại dương. Sử dụng dữ liệu được thu thập từ tàu nghiên cứu Tara Oceans, nghiên cứu mới này đã xác định số lượng quần thể virus cao gấp 12 lần so với các nghiên cứu trước đó. Để đạt được kết quả này, nhóm nghiên cứu đã phân tích hơn 180 mẫu từ khắp nơi trên thế giới trong khoảng thời gian từ năm 2009 đến 2013.

Họ đã phát hiện gì?

Nghiên cứu này đã xác định một số đặc điểm thú vị về sự phân bố toàn cầu của các quần thể virus trong đại dương. Đầu tiên, họ tìm thấy năm vùng sinh thái trên các đại dương của hành tinh, nơi các quần thể virus có xu hướng tập trung: Bắc Cực, Nam Cực, và ba vùng biển ôn đới và nhiệt đới bao gồm lớp nước epipelagic (0–150 mét), mesopelagic (150–1.000 mét), và bathypelagic (sâu hơn 2.000 mét). Hơn nữa, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng các quần thể virus khác nhau sẽ tụ lại tùy thuộc vào nhiệt độ của vùng đó, bởi vì các vật chủ của chúng – chủ yếu là các dạng sống vi sinh – phát triển mạnh ở các nhiệt độ khác nhau.

Khu vực epipelagic ôn đới và nhiệt đới được xem như một điểm nóng về virus. Khu vực này có sự đa dạng đáng kể trong các quần thể virus so với các khu vực khác. Một điều đáng ngạc nhiên là Bắc Cực cũng có các quần thể virus đa dạng cao. Điều này trái ngược với mô hình được tìm thấy ở các sinh vật lớn hơn; đa dạng sinh học thường cao nhất ở xích đạo và giảm dần khi tiến gần về phía cực.

Hai khu vực này cũng dường như có các quần thể virus độc nhất vô nhị – nghĩa là các quần thể virus được tìm thấy ở những điểm nóng này không xuất hiện ở những nơi khác. Ngược lại, vùng Nam Cực và vùng bathypelagic chứa các loại virus thường được tìm thấy ở các vùng khác, cho thấy rằng có nhiều virus di chuyển đến những khu vực này từ nơi khác hơn là tái sinh trong các khu vực này.

Tầm quan trọng của nghiên cứu

Virus, ở nhiều khía cạnh, định hình toàn bộ chuỗi thức ăn. Phần lớn sự sống trong các đại dương bao gồm vi sinh vật, những sinh vật này lại là nguồn dinh dưỡng cho nhiều loại thực vật và động vật trong đại dương. Virus chủ yếu tấn công các vi sinh vật này và định hình các quần thể của chúng, làm cho việc hiểu được số lượng quần thể virus, mức độ đa dạng của chúng và nơi chúng có mặt trở nên rất quan trọng.

Nhưng nghiên cứu này có thể còn mang lại lợi ích thực tế hơn nữa. Trong một cuộc phỏng vấn với CNN, nhà vi sinh vật học và là tác giả nghiên cứu Matthew Sullivan cho biết kiến thức này giúp chúng ta thực hiện nhiều việc mà chúng ta quan tâm để hiểu rõ hơn về đại dương và, không muốn nói điều này, nhưng có lẽ chúng ta phải điều chỉnh đại dương vào một lúc nào đó để đối phó với biến đổi khí hậu.

Sullivan đề xuất rằng bằng cách điều chỉnh bộ gen của virus, chúng ta có thể khuyến khích virus hấp thụ carbon dioxide từ không khí để lưu trữ sâu dưới bề mặt đại dương. Tuy nhiên, trước khi có thể thực hiện công việc này và các nghiên cứu liên quan, các nhà khoa học cần có một sự hiểu biết vững chắc về sự đa dạng và phân bố của các virus trong đại dương của chúng ta.