Neznámý svět pod těžařskými stroji: v bahně hlubokomořské zóny žijí tisíce virů, o kterých věda nevěděla

Na dně Tichého oceánu, mezi Havají a Mexikem, leží v naprosté tmě miliardy černých kamenů velikosti brambory. Rostou tak pomalu, že jim přibude jen pár milimetrů za milion let. Těžařské firmy v nich vidí zásobárnu kovů pro baterie elektromobilů. Biologové v nich vidí jeden z nejméně prozkoumaných ekosystémů planety. A čínští vědci teď v bahně kolem nich našli něco, co nikdo nečekal: tisíce virů, o jejichž existenci věda dosud neměla tušení.

Svět, který nikdo nezná

Oblast se jmenuje zóna Clarion-Clipperton a patří k největším ložiskům takzvaných polymetalických konkrecí na světě. Jde o hrudky bohaté na mangan, nikl, kobalt a měď, které leží volně na mořském dně v hloubkách kolem čtyř až šesti kilometrů. Právě kvůli nim se o zónu zajímají státy i soukromé firmy. Průzkum v mezinárodních vodách povoluje Mezinárodní úřad pro mořské dno. Podle něj dnes platí 19 smluv na průzkum polymetalických konkrecí a 17 z nich se týká právě této oblasti. Těžba zatím nezačala, průzkum ale běží naplno.

Tým vědců z Čchungčchingské univerzity a Druhého oceánografického institutu v čínském Chang-čou se rozhodl podívat na to, co v těchto místech žije v té nejmenší škále. Výsledky zveřejnil koncem září odborný časopis Nature Communications.

Jedenáct tisíc neznámých

Vědci v letech 2023 a 2024 odebrali z mořského dna vzorky usazenin a v laboratoři v nich přečetli genetický materiál, DNA i RNA. Z těchto dat pak sestavili genomy virů, které v bahně žijí.

Podle serveru ScienceAlert vědci identifikovali 11 742 odlišných virů a zhruba 99 procent z nich vědě dosud nebylo známo. S viry z jiných hlubokomořských prostředí se navíc překrývaly jen minimálně. Jinými slovy, oblast konkrecí má podle všeho vlastní, do značné míry jedinečné virové společenství.

To samo o sobě není tak překvapivé, jak by se mohlo zdát. Viry jsou nejpočetnější biologické entity na Zemi a naprostá většina z nich nikdy nebyla popsána. Hlubokomořské dno patří k místům, kam se vědci dostanou jen výjimečně a za vysokou cenu. Kdykoli se tam podívají novými metodami, nacházejí převážně neznámé organismy. Přesto je míra neznáma v tomto případě pozoruhodná.

Viry jako správci chemie oceánu

Pro nespecialistu zní slovo virus jako synonymum nemoci. V oceánu ale viry hrají mnohem širší roli. Napadají bakterie a archea, tedy jednobuněčné mikroorganismy, které na mořském dně zajišťují koloběh živin. Když virus buňku zničí, uvolní se z ní organické látky, které pak využijí jiné organismy. Viry tak nepřímo ovlivňují, kolik uhlíku se v oceánu uloží a kolik se ho vrátí do oběhu.

Podle autorů studie viry ze zóny Clarion-Clipperton napadají mikroorganismy, které se podílejí na koloběhu uhlíku, dusíku, fosforu, síry a kovů. Řada virů navíc nese takzvané pomocné metabolické geny. Viry si je v průběhu evoluce „vypůjčily“ od svých hostitelů a během infekce díky nim mohou měnit, jak napadená buňka funguje. Viry tak podle autorů mohou ovlivňovat metabolismus a přežití hostitelů, což má „potenciální důsledky pro biogeochemické procesy“.

Zajímavá je i další úvaha. Viry mohou mezi mikroorganismy přenášet geny, a tím jim pomáhat přizpůsobit se prostředí bohatému na kovy. Autoři naznačují, že právě tato výměna může posilovat odolnost mikrobiálních společenství v okolí konkrecí. Jde ovšem o hypotézu odvozenou z genetických dat, nikoli o přímo pozorovaný proces.

Proč na tom záleží právě teď

Studie přichází v citlivé době. Spor o hlubokomořskou těžbu se v posledních letech vyostřil. Část států a firem chce s těžbou začít co nejdříve. Ekologové a řada vědců naopak volají po odkladu, dokud nebude jasné, co těžba s ekosystémy udělá.

Autoři svou práci představují jako výchozí stav prostředí před těžbou. Takový snímek je nezbytný, protože bez něj nebude možné později posoudit, jak se ekosystém změnil. Těžba konkrecí by přitom do dna zasáhla zásadně. Stroje by odstraňovaly svrchní vrstvu usazenin, zvířily mračna jemného bahna a zničily samotné konkrece, na kterých řada organismů žije.

A tyto stopy nemizí rychle. Jak připomíná ScienceAlert, narušení dna může přetrvávat desítky let. Dokládá to výzkum, který loni zveřejnil časopis Nature. Mezinárodní tým vědců se v roce 2023 vrátil na místo v zóně Clarion-Clipperton, kde v roce 1979 proběhl zkušební těžební pokus. Ani po 44 letech dno nevypadalo jako předtím. Osm metrů široká stopa po těžebním stroji byla stále zřetelně vidět. „Po čtyřiceti čtyřech letech vypadají samotné stopy po těžbě velmi podobně jako ve chvíli, kdy vznikly,“ uvedl podle tiskové zprávy Přírodovědného muzea v Londýně hlavní autor Daniel Jones. Pohyblivá zvířata a obří jednobuněčné organismy zvané xenofyofory se sice do oblasti vrátily. Větší přisedlé živočichy ale vědci v narušené ploše téměř nenašli.

Nečekané objevy z hlubin

Zóna Clarion-Clipperton v posledních letech opakovaně ukázala, jak málo o ní víme. V roce 2024 tým Andrewa Sweetmana ohlásil v časopise Nature Geoscience, že na mořském dně v hloubce kolem čtyř tisíc metrů vzniká kyslík bez přispění světla a fotosyntézy. Podle výzkumného centra GEOMAR, které se na studii podílelo, by za tím mohly stát samotné konkrece, které se chovají podobně jako „baterie v kameni“. Závěry této práce ale část vědců zpochybňuje a celá otázka zůstává otevřená.

Nová virová studie do této mozaiky přidává další dílek. Ukazuje, že i v bahně kolem konkrecí probíhají složité biologické procesy, které zatím sotva začínáme chápat.

Co studie neříká

Při čtení výsledků je namístě i opatrnost. Studie popisuje, jaké viry v usazeninách žijí a jaké geny nesou. Úvahy o tom, jak ovlivňují koloběh prvků nebo odolnost mikrobů, vycházejí z analýzy genomů, nikoli z pokusů, které by tyto vlivy přímo změřily. Z toho, že virus nese určitý gen, ještě neplyne, jak velký vliv má na chemii oceánu. Studie také sama o sobě neříká, jak by na těžbu viry a jejich hostitelé reagovali.

Sami autoři podle ScienceAlertu zdůrazňují, že bude zapotřebí mnohem více výzkumu. Přesto je jejich hlavní sdělení jasné. Na místech, kde by se mohly brzy objevit těžební stroje, žije obrovské množství organismů, které věda dosud nepopsala. Pokud těžba začne dřív, než je poznáme, nemusíme se už nikdy dozvědět, co jsme ztratili.