Oorlog in de diepzee: de bacteriën tegen de virussen

De diepzee blijkt te krioelen van de bacteriën en vooral virussen. Een kwart van de bacteriën sterft er door een virusaanval.

De Rosette, gevuld met flessen, waarmee op honderden meters diepte watermonsters werden genomen. Foto CSIC Comunicación

De zee is vol leven dat niemand ooit aanschouwt. Schep een liter zeewater uit de diepzee, op bijvoorbeeld 3 kilometer diepte. Er leven in die liter zeewater uit de koude, donkere diepzee wel ongeveer 40 miljoen bacteriën.

Virussen zijn er nog veel meer, is nu gemeten. Het zijn er ongeveer 600 miljoen per liter. Of, anders gerekend: 94 procent van alle virussen in zee leeft in de diepzee. Want de oceanen bestaan voor het allergrootste deel uit diep, donker water, beneden 200 meter.

De Malaspina-expeditie

Voor het eerst zijn er, met een publicatie woensdag in Science Advances, wereldwijde gegevens over het aantal virussen in de diepzee. Het zijn de uitgewerkte gegevens van een onderzoeksvaart per schip rond de wereld die in 2010 en 2011 plaatsvond, de Malaspina-expeditie. Over het aantal virussen in de diepzee was nog weinig bekend. Uit het artikel, van een internationaal team met de Spaanse Elena Lara als eerste auteur, blijkt dat het aantal virussen weliswaar lager is in dieper water dan aan het oppervlak, maar het scheelt niet heel veel – ongeveer een factor 12.

De gegevens openen een nieuw venster dat zicht biedt op de rijke viruswereld in zee. Een jaar geleden werd al bekend dat in de oceanen 867 nieuwe typen virussen ontdekt waren, onder meer door deze zelfde expeditie.

Virussen uit zee. Foto Jennifer Brum, Tucson Marine Phage Lab

Het gaat om virussen die bacteriën infecteren. Er zijn in de hele oceaan ongeveer twaalf à veertien keer zoveel virussen als bacteriën. Een groot deel van de bacteriën in zee wordt dus ‘opgegeten’ door virussen. Ze zijn een essentieel onderdeel van de voedselketen in zee.

En, laat de huidige analyse zien, dat geldt net zozeer voor de diepzee als voor het ondiepe water.

Al die virussen infecteren bacteriën, net zo zeer als aan het oppervlak, blijkt uit experimenten van het team: 27 procent van de bacteriën in de diepzee gaat aan virussen ten onder. Dat toont, aldus de auteurs, „het belang van virussen bij de koolstofkringloop in de donkere oceaan”, want de verteerde bacteriën dienen weer tot meststof voor ander bacterieel leven in de diepzee.

Virussen uit zee, elektronenmicroscoopfoto. Foto Plos Biology

De onderzoekers begrijpen het voedselweb van de diepzee nog maar ten dele. Ze hadden gedacht dat niet alleen virussen, maar ook amoebe-achtige eencelligen van de bacteriën zouden profiteren – in het oppervlaktewater worden bacteriën op grote schaal door eencelligen „afgegraasd”. In de diepzee gebeurt dat niet of nauwelijks, en het onderzoeksteam kan niet verklaren waarom niet.

Ook zocht het onderzoeksteam tevergeefs naar een verklaring voor de grote variatie in de hoeveelheid virussen tussen de oceanen. Het onderzoeksteam kan de verschillen niet goed verklaren, al spelen het aantal bacteriën en eencelligen, en de watertemperatuur wel een rol.

Het Spaanse onderzoeksschip Hespérides waarmee het virusonderzoek werd uitgevoerd. Foto Elena Lara