Forestil dig et stort slag, som aldrig slutter, fordi der hele tiden kommer nye, muterede soldater til. Det lyder vildt nok, men prøv så at forestille dig, at den ene part konstant forsøger at bruge modstanderen til at formere sig med. Nu lyder det direkte absurd, men det er, hvad der foregår mellem virus og bakterier på bunden af havet.
Havet vrimler med virus og bakterier, og de kæmper konstant mod hinanden. Kampen spiller en stor rolle for havets globale kredsløb af kulstof og næringssalte, som blandt andet påvirker, hvor meget CO2, der slippes ud i atmosfæren, og danske forskere giver os nu et indblik i, hvordan det hele foregår.
»Virus skal bruge bakterier for at formere sig, så de inficerer bestemte receptorer på bakteriernes overflade. Bakterierne svarer igen med muterede receptorer, som virussen ikke kan bruge, men også virussen muterer og tilpasser sig konstant,« forklarer Mathias Middelboe, der er marin mikrobiolog ved Københavns Universitet.
Sammen med mikrobiolog Ronnie Glud fra Syddansk Universitet er han en af de to danske forskere bag et nyt studie, der viser, hvordan livet konstant forandrer sig inden for få timer og på så lidt plads som enkelte millimeter.
Bakterier og virus: Den kolde krig på speed
Den konstante kamp mellem virus og bakterier betyder, at bakteriernes evolution går ekstremt hurtigt.
»Man har tidligere ment, at bakterierne primært udviklede sig for at tilpasse sig den mad, der var tilgængelig, men det har vist sig, at virus har en enorm betydning for bakteriernes hurtige evolution, fordi der hele tiden selekteres for bakterier, der er resistente over for virus,« Siger Mathias Middelboe.
Men selvom virus meget effektivt kan udrydde store mængder af en bestemt bakterieart hurtigt, så uddør arten aldrig helt, og bakterierne kan derfor holde de mange virus i skak.
Virus skal nemlig bruge bakterierne for at overleve, og bliver en virus for succesfuld, så er der simpelthen ikke værter nok, som de kan inficere, og så forsvinder de af sig selv.
»I havet er der altid steder, som de få overlevende bakterier kan gemme sig i, så selvom en virus har udryddet de fleste af en bestemt type bakterier, så uddør de aldrig helt, og det skaber en stor biodiversitet« siger Mathias Middelboe.
Faldne bakterier forandrer CO2-balancen
Grunden til, at kampen mellem virus og bakterier påvirker CO2-produktionen i havet, skal findes hos de døde ofre, som krigen kræver.
\ Fakta
Hvert virus i havet indeholder 0,2 femtogram kulstof. Tager man den samlede biomasse for virus i betragtning, svarer det i alt til 200 megaton kulstof i havet. 200 megaton kulstof er det samme, som der ville være i 75 millioner blåhvaler. Bakterier indeholder både kulstof, fosfor og kvælstof. De sidste to bidrager til algevæksten, som er med til at binde CO2 i havet.
Bakterier og virus indeholder nemlig både kulstof og næringssalte, og når bakterierne dør som følge af virusangreb, så slippes stofferne fri og bliver spist af nye bakterier.
»De døde bakterier er god mad for andre bakterier. Bakterierne spiser deres døde fæller, og hver gang de gør det, så afgives en del af kulstoffet som CO2. På den måde bidrager virus til at øge CO2-produktionen i havet,« siger Mathias Middelboe.
Men virus bidrager ikke kun til en øget CO2-produktion – de har faktisk også den modsatte effekt. Døde bakterier indeholder nemlig også næringssalte, som stimulerer algernes vækst, og netop algerne optager og binder CO2 i havet.
»Det er ret nyt, at man har opdaget de her mekanismer, og man ved derfor ikke helt, hvordan balancen er endnu. Det er en af de ting, der skal forskes i,« tilføjer Mathias Middelboe.
Tilstandene ændrer sig millimeter for millimeter
Det er blandt andet meget svært at forudsige, om virus og bakterier øger eller hindrer udslippet af CO2, fordi deres verden er så foranderlig.
For hver millimeter man flytter sig i havbunden, ændres den mikrobielle sammensætning drastisk. Det ene sted kan der være en kæmpe overvægt af virus, mens det er bakterier der dominerer lige ved siden af.
»Vores studie viser, hvor kompleks interaktionen mellem virus og bakterier er inden for millimeter-små områder i havbunden,« siger Mathias Middelboe.
Og det er ikke bare på meget lille plads, at bakterier og virus ændrer sig – det er også over ekstremt kort tid. Hvis der ikke er værter nok til en bestemt virus, så kan op til 20 procent af bestanden nemlig forsvinde på bare en enkelt time.
Da tilstandene ændrer sig så drastisk og inden for meget kort tid, er kampen mellem virus og bakterier skyld i en stor diversitet blandt bakterierne i havet, og det er mekanismerne bag denne diversitet, som Mathias Middelboe og Ronnie Glud nu vil forske videre i.
