Будучи самыми массовыми формами жизни в океане, вирусы заражают обитающих в поверхностном слое донных отложений бактерий, вызывая их гибель и разрушение клеток. В результате в окружающую среду попадает большое количество растворенного и взвешенного органического вещества, которое снова используется бактериями, позволяя им тем самым быстро наращивать численность. Особенно велико значение вирусов на больших (более 1000 м) глубинах, где почти вся смертность бактерий определяется вирусными инфекциями. Органическое вещество, созданное в океане фитопланктоном, частично потребляется животными, но в значительной своей части достается гетеротрофным бактериям. Традиционно бактерии рассматриваются как основные и конечные редуценты - существа, разлагающие органическое вещество всех отмерших организмов и возвращающие тем самым в круговорот биогенные элементы, в том числе столь необходимые для продуцентов азот и фосфор. Но возникает вопрос: что происходит с самими бактериями? От чего гибнут их клетки и как используется в дальнейшем их вещество? В последнее время экологи стали всё больше внимания уделять вирусам-бактериофагам (см. также: Virus) - самым массовым формам жизни на Земле, в том числе в океане, где общая численность вирусных частиц оценивается огромной цифрой 4 ? 1030. Заражение бактериофагами клеток прокариот (эубактерий и архебактерий) нередко приводит к их разрушению (лизису) и высвобождению в среду растворенного и взвешенного органического вещества, которое снова может потребляться бактериями. В последнем номере журнала "Nature" появилась статья Роберта Дановаро (Roberto Danovaro) из Отдела морских исследований Политехнического университета Марке (Анкона, Италия), который вместе с коллегами из Италии, Франции и США предпринял широкомасштабное исследование вирусов в поверхностном слое донных отложений во многих точках Мирового океана. Материалом послужили 232 пробы, взятые на разных широтах (от 79°с.ш. до 34°ю.ш.) на глубине от 165 м до 5571 м (рис. 1). Численность вирусов и прокариот (то есть эубактерий и архебактерий) оценивали в одних и тех же пробах с помощью метода эпифлуоресцентной микроскопии (epifluorescence microscopy). Кроме того, и для бактерий и для вирусов оценивали продукцию (прирост массы и численности за определенное время), причем двумя методами - по увеличению числа клеток и вирусных частиц или же по включению субстрата (пищи), меченного радиоактивным изотопом. Немалые методические сложности создавало и то, что часть опытов приходилось проводить при высоком давлении - в соответствии с глубинами взятия проб. Хотя хорошо известно, что с увеличением глубины океана количество и разнообразие организмов (прежде всего донных животных) значительно сокращается, этого нельзя сказать о живущих на дне прокариотах и вирусах. Их численность там очень высока. Расчеты же показывают, что суммарная биомасса бактерий в верхнем 10-сантиметровом слое донных отложений для всего океана оценивается примерно как 160 Пг (1 Пг = 1015 г) углерода. Это примерно 30-45% всей массы бактерий на Земле. Из полученных данных следует, что численность как вирусов, так и бактерий в верхнем слое донных отложений фактически не зависит от глубины станции (места взятия проб) и географической широты (рис. 2). Примерно то же самое можно сказать и о продукции. Однако продукция вирусов четко положительно коррелирует как с численностью, так и с продукцией прокариот - чем больше бактерий, тем сильнее поражают их бактериофаги. Зная смертность бактерий и продукцию вирусов, оказалось возможным рассчитать тот вклад, который вносят в общую смертность бактерий вирусные инфекции. Выяснилось, что если в прибрежных зонах океана он невелик (около 16%), то на глубинах 160-1000 м достигает уже около 60%, а в глубоководных районах (глубины более 1000 м) составляет в среднем 89% (рис. 3). Продукты разрушения вирусами бактериальных клеток снова потребляются бактериями. Более того, высокая продукция самих бактерий на дне океана поддерживается в значительной мере теми пищевыми ресурсами, которые образуются в результате деятельности вирусов. Авторы статьи употребляют даже такое выражение как "вирусный шунт" - то есть обходной путь, упрощающий и ускоряющий процесс. По примерным оценкам, около 35% продукции бактерий образуется именно за счет "вирусного шунта". Однако органическое вещество, поступающее при разрушении бактерий вирусами, не может быть использовано организмами более высоких трофических уровней (бентосными животными), хотя они и испытывают острую нехватку пищи.