Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, розкриває, як екологічні стресори, такі як забруднення поживними речовинами та коливання температури, порушують складну динаміку взаємодії вірусів та їхніх господарів у прісноводних екосистемах.
Дослідники під керівництвом Ванга, Чжана та Анандарамана використовували передові метагеномні методи для вивчення впливу цих стресорів на прісноводні харчові мережі. Результати підкреслюють крихкий баланс, що підтримує ці взаємодії, та вказують на потенційні каскадні ефекти на прісноводне біорізноманіття та функціонування екосистем. Прісноводні системи, життєво важливі для біорізноманіття та підтримки людських популяцій, все частіше зазнають впливу багатофакторних стресорів, включаючи забруднення, зміни температури та токсичні забруднювачі. Віруси відіграють ключову роль у регулюванні мікробних популяцій та стимулюванні біогеохімічних циклів, тому розуміння впливу комбінованих екологічних тисків є критично важливим для прогнозування реакції екосистем на зміни навколишнього середовища.
У контрольованих експериментах з прісноводними мезокосмами дослідники моделювали різні екологічні стресори. Аналіз ДНК з різних трофічних рівнів дозволив ідентифікувати вірусні геноми та їхніх відповідних господарів з безпрецедентною роздільною здатністю. Метагеномний підхід виявив значні зрушення у складі вірусних спільнот та закономірностях зв'язності господарів під впливом екологічних збурень. Одним із ключових висновків стало фрагментування мереж взаємодії вірусів та господарів під впливом множинних стресорів. Зазвичай специфічні взаємозв'язки між вірусами та їхніми мікробними господарями, що контролюють чисельність та різноманітність господарів, стають дестабілізованими за умов співіснування стресорів, таких як підвищення температури та навантаження поживними речовинами. Це призводить до послаблення хижацького тиску вірусів, дозволяючи певним мікробним популяціям безконтрольно розмножуватися, тоді як інші скорочуються.
Дослідження також показало, що одночасний вплив таких стресорів, як забруднення поживними речовинами та коливання температури, може призвести до значних змін у вірусних спільнотах та їхніх взаємодіях з господарями. Наприклад, низький окисно-відновний потенціал води сприяє концентрації вірусів та мікроорганізмів, тоді як опади, пов'язані з дощами, порушують взаємодію вірусів та господарів, що свідчить про вплив змін у режимах опадів, пов'язаних зі зміною клімату. Дослідження підкреслює важливість врахування множинних стресорів при оцінці екологічних ризиків та розробці стратегій збереження, оскільки традиційні однофакторні оцінки можуть недооцінювати ці ризики. Ефективні стратегії збереження повинні враховувати багатофакторні впливи стресорів та визнавати фундаментальну роль вірусних спільнот у стабільності екосистем.