Peran virus di lingkungan

Virus adalah pemangsa mikroba penting yang mempengaruhi siklus biogeokimia global dan mendorong evolusi mikroba, meskipun dampaknya sering kurang dihargai. Virus bereproduksi setelah menempel dan mentransfer materi genetik mereka ke sel inang. Mesin seluler inang kemudian dialihkan ke pembuatan lebih banyak virus dan menghasilkan kematian sel inang di sebagian besar kasus. Virus telah mengembangkan mekanisme menarik untuk memanfaatkan protein inang untuk pertahanan mereka sendiri dan untuk pergeseran metabolisme dari host ke virus, topik yang ditinjau untuk virus bakteri dalam edisi khusus Mikrobiologi Lingkungan (Roucourt dan Lavigne, 2009).

Secara global, diperkirakan ada 1E31 partikel mirip virus. Saat ini, diperkirakan bahwa sebagian besar virus adalah fag yang menginfeksi bakteri, tetapi virus archaea dan eukariotik adalah komponen penting dari kebanyakan ekosistem. Karena rata-rata setengah virus bebas di kebanyakan ekosistem adalah ∼48 jam, diperkirakan 1e27 virus diproduksi setiap menit. Ini berarti bahwa kira-kira 1e25 mikroba, atau sekitar 100 juta metrik ton, mati setiap 60 detik karena virus. Predasi virus, dalam kombinasi dengan penggembalaan protist, mampu mempertahankan jumlah mikroba pada nilai yang kurang dari daya dukung sistem dan dengan demikian memainkan peran penting dalam mengendalikan komunitas mikroba. Dalam edisi khusus ini Sandaa dan rekan (2009) melaporkan pengendalian simultan keanekaragaman mikroba oleh predasi virus (kontrol top-down) dan ketersediaan substrat (kontrol bottom-up).

Sebagian besar pengetahuan kita tentang peran virus di lingkungan alam berasal dari studi komunitas mikroba laut. Di lautan di dunia, sekitar setengah dari materi organik yang dihasilkan oleh fotosintesis mendukung produksi mikroba heterotrofik baru (baik Bakteri dan Archaea). Virus dan protista kemudian membunuh proporsi yang kurang lebih sama (Fuhrman dan Noble, 1995). Sel-sel yang lisis menjadi bahan organik terlarut yang dapat digunakan oleh bakteri heterotrofik lainnya. Ini berarti bahwa mortalitas yang diperantarai virus meningkatkan respirasi bersih, pelepasan CO2 dan daur ulang nutrisi di lautan dunia. Virus dan mangsa mikroba mereka juga sangat beragam, berlimpah dan aktif dalam sedimen laut (Danovaro dkk., 2002; Breitbart dkk., 2004a). Selain itu, virus mempengaruhi produktivitas primer dengan membunuh diatom, dinoflagellata dan cyanobacteria, serta dengan melepaskan nutrisi (Suttle et al., 1990). Dengan demikian, virus dapat menjelaskan bagian yang sangat signifikan dari siklus karbon lautan.

Virus tampaknya ada di mana-mana dan telah dilaporkan dari lingkungan mana pun di mana kehidupan hadir, dari freshwaters ke pasir gurun Sahara. Namun, sangat sedikit yang diketahui tentang peran ekologi virus di sebagian besar ekosistem. Di tanah, berpotensi biosfer terbesar di planet ini, sebagian besar studi viral berkonsentrasi pada memperkirakan kelimpahan dan taksonomi mereka. Virus berhubungan dengan rhizosfer tumbuhan (Ackermann, 1997) dan juga umum di beberapa lingkungan paling keras di planet ini, mulai dari sumber air panas (Rice et al., 2001; Rachel et al., 2002; Breitbart et al. , 2004b; Redder et al., 2009) ke perairan hipersalin (Nuttall dan Dyall-Smith, 1993). Di banyak ekosistem ekstrim ini, virus adalah satu-satunya pemangsa mikroba yang diketahui.

Analisis metagenomik komunitas alami dan ceruk yang dibuat manusia telah menunjukkan bahwa virus sangat beragam dan baru. Sebagai contoh, 1 kg sedimen laut dapat berisi lebih dari satu juta jenis virus yang berbeda dan 200 l air laut mungkin mengandung sekitar 5000 jenis virus (Breitbart et al., 2002; 2004a). Dan mungkin ada setidaknya 1000 virus berbeda yang hidup di usus manusia (Breitbart et al., 2003). Sebagian besar (> 70%) materi genetik yang dibawa oleh virus-virus ini benar-benar tidak terkarakterisasi dan komunitas virus alami mungkin mewakili area informasi genetik terbesar yang belum dijelajahi yang tersisa di planet ini. Analisis metagenomik darah juga menunjukkan bahwa manusia yang sehat membawa sejumlah virus baru yang tidak diketahui (Breitbart dan Rohwer, 2005), termasuk fag untuk patogen manusia yang diketahui (Gaidelytëet al., 2007). Dampak dari virus ini terhadap kesehatan manusia saat ini tidak diketahui, tetapi kami mengharapkan ledakan penelitian di bidang ini selama beberapa tahun mendatang.

Share this post