- Forschung enthüllt Existenz von fast 12.000 neuen Viren in der Clarion-Clipperton Zone.
- 99 % der Viren in bestehenden Datenbanken unentdeckt, zeigt extrem hohe Virendiversität.
- Tiefseeviren entscheidend für Erhalt des Ökosystems und Anpassung von Mikroorganismen an Metalltoxizität.
- Abbauaktivitäten könnten diese Virengemeinschaften und das gesamte ökologische Gleichgewicht beeinflussen.
Eine neue Studie enthüllt, dass in der Clarion-Clipperton Zone (CCFZ) eine enorme und bisher unbekannte Virendiversität existiert. Das Gebiet liegt in der tiefen Pazifik, ist reich an polymetallischen Knollen und ist das weltweit größte Tiefsee-Erkundungsgebiet für Mineralressourcen. Tatsächlich waren 99 % der von Forschern entdeckten Viren zuvor nie gesehen worden. Forscher aus China analysierten Meeresbodensedimentproben und identifizierten 11,742 einzigartige Viren, von denen über 99 % (nämlich 11,662) für die Wissenschaft völlig neu sind und einzigartig für diese schwermetallreiche und nährstoffarme Umgebung.
Umweltstörungen durch potenziellen kommerziellen Abbau könnten diese Virengemeinschaften beeinflussen. Das Forschungsteam der Chongqing University erklärte in der Studienarbeit: „Protein-Teilungsnetzwerke und phylogenetische Analysen zeigen eine umfangreiche benthische Virendiversität, wobei über 99 % der Virengemeinschaften in bestehenden Referenzdatenbanken nicht vertreten sind.“
Virendiversität und ihre Bedeutung
Die Clarion-Clipperton Zone liegt im zentralen Pazifik und erreicht Tiefen von bis zu 6,000 米（19,700 英尺）。In dem Gebiet verstreuen sich Millionen kartoffelgroßer Metallfelsen. Tiefsee-Abbauunternehmen zielen auf diese metallreichen Knollen ab, um die Nachfrage des Elektroautomarktes zu decken. Doch Wissenschaftler beginnen erst, dieses Ökosystem zu verstehen, in dem auch verschiedene Organismen leben. Frühere Studien haben bereits darauf hingewiesen, dass potenzielle industrielle Betriebe dieses komplexe und dunkle Tiefsee-Ökosystem stören könnten. Diese neue Studie analysierte mehr als 60 Sedimentproben, die von der China Ocean Mineral Resources Research and Development Association (COMRA) gesammelt wurden.
Genvergleiche zeigen, dass die Tiefsee-Virengemeinschaften in diesem Gebiet fast vollständig einzigartig sind, wobei nur 4 % der Proteingruppen mit globalen Datenbanken übereinstimmen. Diese Viren infizieren verschiedene tiefseelebende Prokaryoten und treiben wichtige Kreisläufe von Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und Metallen voran.
Viren beeinflussen das Überleben ihrer Wirte und regulieren lokale Stoffwechselprozesse durch Hilfsstoffwechselgene und gezielte Infektionen. Darüber hinaus hilft der Austausch von Virengenen Mikroorganismen, sich an Metalltoxizität anzupassen. All diese Vorteile zeigen, dass Viren eine wichtige Rolle bei der Erhaltung des Knollenfeld-Ökosystems spielen. Diese Tiefseeviren stellen kaum eine Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Die meisten gehören zur Klasse Caudoviricetes, einer Gruppe von schwanzbewehrten Bakteriophagen, die speziell Bakterien angreifen. Diese winzigen Tiefsee-Architekten regulieren aktiv mikrobielle Gemeinschaften. Obwohl der Meeresboden eine nährstoffarme, mit giftigen Schwermetallen angereicherte Umgebung ist, erhalten komplexe Virengemeinschaften das Ökosystem aktiv.
Diese Viren fungieren als Nährstoffrecycler, indem sie organisches Material zersetzen und Stickstoff und Phosphor freisetzen. Sie wirken auch als Stoffwechselführer und Stressmanager. So verstärken beispielsweise einige virale Gene die Überlebensfähigkeit von Bakterien und fördern den Gentausch, was Mikroorganismen hilft, sich an extreme Toxizität anzupassen. Wenn industrielle Abbaumaschinen den Meeresboden aufwirbeln, könnten diese fragilen biologischen Netzwerke kollabieren. Große Sedimentwolken könnten Wirtsbakterien auslöschen und damit die grundlegenden Nährstoffkreisläufe stoppen, die den gesamten Ozean erhalten. Die Internationale Meeresbodenbehörde (ISA) hat in der Clarion-Clipperton Zone 17 Explorationslizenzen vergeben, davon fünf an China, dessen Forscher diese Viruserhebung durchführten.
Umweltverträglichkeitsprüfung vor dem Abbau
Mit der steigenden globalen Nachfrage nach der Extraktion von Lithiumbatteriemetallen wie Kobalt, Nickel und Mangan nimmt auch die Wahrscheinlichkeit von Abbau zu. Wissenschaftler bestehen darauf, dass die Kartierung dieser unsichtbaren Virennetzwerke vor Beginn jeglicher kommerzieller Baggerei weiterhin entscheidend ist. Diese Ergebnisse liefern eine Vorabbau-Grundlage für tiefsee-mikrobielle und virale Ökosysteme, um zukünftige Umweltverträglichkeitsprüfungen zu leiten. Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Parameter Spezifikation Tiefe 6,000 米
Zerbrechlichkeit des Tiefsee-Viren-Ökosystems
Die Virendiversität der Clarion-Clipperton Zone zeigt die Komplexität und Einzigartigkeit des Tiefsee-Ökosystems. Diese Viren spielen nicht nur eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts, sondern helfen auch Mikroorganismen, sich an extreme Umgebungen anzupassen. Mit zunehmenden Abbauaktivitäten könnten diese fragilen biologischen Netzwerke bedroht sein; daher ist es vor kommerziellem Abbau entscheidend, diese unsichtbaren Virennetzwerke zu verstehen und zu schützen. Diese Studie liefert eine wichtige Grundlage für zukünftige Umweltverträglichkeitsprüfungen und unterstreicht die Notwendigkeit wissenschaftlicher Forschung für die Ressourcenerschließung.