Wie Viren den Klimawandel beeinflussen

Drei Jahre lang waren die Tara Oceans-Expedition und die spanische Malaspina-Expedition auf allen Weltmeeren unterwegs. Das Ziel: Unbekanntes Leben finden und die Auswirkungen des globalen Wandels auf die Ozeane untersuchen. Jetzt gaben die Forscher, darunter Alexander Loy von der Universität Wien, ihre überraschenden Entdeckungen bekannt: In den Weltmeeren gibt es viel mehr Viren als man bisher annahm.

Und das ist eine wichtige Erkenntnis, denn Viren quälen nicht nur Menschen und Tiere, sondern auch Mikroben im Ozean. In Proben fanden sich 15.222 verschiedene Virenarten, berichtet das internationale Forscherteam im Fachmagazin „Nature“. (Zum Vergleich: Schnupfenviren beim Menschen gibt es gut 200.)

Die jetzt entdeckten Viren beeinflussen die Ozeanorganismen auf vielfältige Weise und könnten sogar für das Weltklima wichtig sein. Manche der Mikroben, die von den Viren befallen werden, produzieren nämlich Treibhausgase wie Kohlendioxid oder Methan, andere nehmen sie aus der Atmosphäre auf, erklärt Mikrobiologe Loy. Indem sie die befallenen Zellen töten oder möglicherweise sogar ihre Stoffwechselaktivitäten für die eigenen Zwecke manipulieren, könnten die Viren massiv in die Kohlenstoff-, Stickstoff und Schwefelkreisläufe der Ozeane eingreifen.

Schutz vor Algenblüten

Wird eine Mikrobe von einem Virus infiziert, sei das zwar schlecht für sie selbst, aber nicht zwangsläufig für das Ökosystem. „So werden beispielsweise gefährliche Algenblüten in den Meeren und Seen mit großer Wahrscheinlichkeit durch Viren in Schach gehalten“, sagt Loy (unten).

Unter der Leitung von Matthew Sullivan von der Ohio State University (USA) haben die Forscher, die in den zahlreichen Meereswasserproben vorhandenen Viren mittels moderner DNA-Sequenzierungsverfahren analysiert. Dazu entwickelten sie neue bioinformatische Methoden. Das Team verglich die genetische Information aus diesen Proben und erstellte einen Katalog von 15.222 verschiedenen Virustypen, die sie in 867 Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften einteilten – einen so umfassenden Katalog von Meeresviren wie nie zuvor.

Viren manipulieren Mikroben

Es zeigte sich auch, dass das Ausmaß, in dem die Viren auf vielfältigste Funktionen der Mikroorganismen in einem Ökosystem Einfluss haben könnten, viel größer ist als bisher angenommen. Der Mikrobiologe Alexander Loy von der Universität Wien hat dazu beigetragen, diese möglichen Funktionen aufzuklären. "Die Vielzahl der verschiedenen mikrobiellen Gene, die in den Genomen der marinen Viren entdeckt wurden, ist beeindruckend. Durch Manipulation des Stoffwechsels von mikrobiellen Schlüsselspielern könnten Viren gezielt in den Kohlenstoff-, Stickstoff- oder Schwefelkreislauf der Ozeane eingreifen", erklärt Loy.
Die Konsequenzen dieser neuen Erkenntnisse sind weitreichend. In ähnlicher Weise könnten Mikroben-infizierende Viren nicht nur im Ozean massiven Einfluss auf die Nährstoff- und Energieflüsse nehmen, sondern auch in anderen Ökosystemen wie Böden, Seen, Flüssen oder dem menschlichen Körper.