Вирусы в торфяниках оказались индикаторами здоровья экосистемы

Вирусы в почвах водно-болотных угодий играют более важную роль, чем считалось ранее, и даже могут служить индикаторами здоровья экосистемы. К такому выводу пришли исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон, изучившие вирусные сообщества в торфяниках — ключевых природных хранилищах углерода. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Динамика вирусных сообществ в зависимости от состояния торфяных почв. Автор: Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02199-x

Мы знаем, что бактериальные процессы производят углекислый газ и метан из этой богатой углеродом почвы торфяников. Но вопрос в том, как они это делают на самом деле, и не упустили ли мы какие-то другие компоненты? Вот здесь-то и появляются вирусы.

— поясняет Картик Анантараман, профессор бактериологии Университета Висконсин-Мэдисон.

Торфяники, как и другие водно-болотные угодья, играют критическую роль в связывании углерода, который в противном случае оставался бы в атмосфере, усугубляя глобальное потепление. Однако в условиях меняющегося климата эти экосистемы всё чаще повреждаются, и некоторые из них рискуют превратиться из поглотителей в источники углерода.

Методы и результаты исследования

Вместе с коллегами из Абердинского и Эдинбургского университетов команда проанализировала образцы, взятые из семи торфяников в Великобритании, классифицированных как естественные, повреждённые или восстановленные. Анализ выявил закономерности в вирусных сообществах для каждой из этих категорий.

Вирусы похожи на ключевого хищника в микробном мире. Без них всё в экосистеме вышло бы из равновесия.

— говорит ведущий автор исследования, аспирант Джеймс Космопулос.

В естественных, нетронутых торфяниках вирусы заражают микробные клетки, размножаются, а затем убивают клетку-хозяина, чтобы инфицировать новые. Это сдерживает численность микробных популяций и поддерживает стабильность экосистемы. Исследование показало, что вирусы могут менять своё поведение в зависимости от стабильности окружающей среды.

В повреждённых торфяниках учёные обнаружили, что вирусы после репликации предпочитают «затаиться» внутри заражённой клетки, а не немедленно её уничтожать. Это изменение в поведении вирусов сдвигает динамику почвенного микробиома, влияя на то, какие бактерии присутствуют и насколько эффективно они перерабатывают и хранят углерод.

Значение для восстановления экосистем

Анализ вирусного состава почвы может помочь определить, является ли водно-болотное угодье естественным, повреждено ли оно или восстановительные мероприятия дают эффект. Учёные полагают, что выявленные в британских торфяниках закономерности могут быть справедливы и в глобальном масштабе.

Поскольку микробы, включая вирусы, играют ключевую роль в регулировании потоков парниковых газов, наши результаты позволяют предположить, что вирусы могут служить сигналами восстановления торфяников, давая нам окно в то, что происходит под землёй.

— отмечает соавтор работы Ашиш Малик из Эдинбургского университета.

В Висконсине, где торфяники занимают 25% территории, Джеймс Космопулос собирает долгосрочные данные, которые, как он надеется, в будущем позволят прогнозировать состояние водно-болотных угодий по всему штату. В перспективе исследователи планируют изучить, как вирусы могут стать полезным инструментом для управления восстановлением торфяников.

Больше информации: James C. Kosmopoulos et al, Ecosystem health shapes viral ecology in peatland soils, Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02199-x

Источник: University of Wisconsin-Madison