Les scientifiques ont longtemps cru que les virus océaniques tuaient toujours rapidement les algues, mais la recherche dirigée par Rutgers montre qu'ils vivent en harmonie avec les algues et que les virus ne fournissent un "coup de grâce" que lorsque les proliférations d'algues sont déjà stressées et mourantes.

L'étude, publié dans la revue Communication Nature , changera probablement la façon dont les scientifiques perçoivent les infections virales des algues, également connu sous le nom de phytoplancton, en particulier l'impact des virus sur les processus écosystémiques tels que la formation (et le déclin) de la prolifération d'algues et le cycle du carbone et d'autres produits chimiques sur Terre.

"Ce n'est que lorsque les cellules d'algues infectées deviennent stressées, comme lorsqu'ils manquent de nutriments, que les virus deviennent mortels, " a déclaré l'auteur principal Benjamin Knowles, un ancien chercheur post-doctoral au Département des sciences marines et côtières de l'École des sciences environnementales et biologiques de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick qui est maintenant à l'UCLA. Il a également été boursier post-doctoral au Rutgers' Institute of Earth, Océan, et sciences de l'atmosphère. "Nous pensons que ce tout nouveau modèle d'infection est répandu dans les océans et risque de modifier fondamentalement la façon dont nous percevons les interactions hôte-virus et l'impact des virus sur les écosystèmes et le cycle biogéochimique, car il va à l'encontre du modèle classique de virus toujours accepté depuis longtemps. étant mortelle et tuant des cellules."

Le cycle biogéochimique fait référence à des nutriments essentiels comme le carbone, oxygène, azote, phosphore, calcium, le fer et l'eau circulant dans les organismes et l'environnement. Les algues coccolithophores Emiliania huxleyi était au centre de l'étude en tant que modèle pour d'autres systèmes algues-virus et est un moteur central de ce processus.

Les scientifiques ont étudié les interactions virus-algues en laboratoire et sous contrôle, mini-fleurs dans les eaux côtières de la Norvège. Ils se sont concentrés sur l'infection virale d'une forme d'algue qui est responsable de la génération d'une grande partie du cycle d'oxygène et de carbone sur Terre. Un groupe de virus océaniques appelés coccolithovirus infecte et tue régulièrement E. huxleyi plus de 1, 000 milles carrés, qui est visible depuis l'espace via des satellites d'observation de la Terre.

Les virus finissent par rompre les cellules d'algues, contribuer au réseau trophique mondial en mettant de l'énergie et de la matière organique à la disposition d'autres organismes. Mais les cellules infectées ne meurent pas tout de suite, les scientifiques ont découvert. Au lieu, les cellules infectées se multiplient et fleurissent sur des dizaines de kilomètres d'eaux océaniques et meurent de manière coordonnée. Ces dynamiques ont été régulièrement observées dans des études précédentes, mais ne pouvaient pas être expliquées par la vitesse à laquelle les algues hôtes et les virus se rencontrent dans la nature.

"Les algues et les virus ont une relation de type quasi-symbiotique, permettant aux cellules d'algues et aux virus de se répliquer heureusement pendant un certain temps, " a déclaré l'auteur principal Kay D. Bidle, professeur et océanographe microbien au Département des sciences marines et côtières de Rutgers-Nouveau-Brunswick et à l'Institut de la Terre, Océan, et sciences de l'atmosphère. "Nous pensons que ces dynamiques nouvellement découvertes s'appliquent également à d'autres interactions virus-algues à travers les océans et sont fondamentales pour le fonctionnement de l'infection. En combinant l'expérimentation, approches théoriques et environnementales, notre travail présente un modèle pour diagnostiquer ce type d'infection dans d'autres systèmes."

La dynamique algues-virus a des implications importantes pour le résultat des infections et le flux de carbone et peut conduire à des scénarios où le dioxyde de carbone est séquestré, ou stocké, dans l'océan profond plutôt que retenu dans l'océan supérieur, dit Bidle. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour bien comprendre l'étendue de ces dynamiques et leurs impacts sur les écosystèmes et le cycle du carbone dans les océans.