Экология прокариотических вирусов

Открытие того, что суммарная численность вирусов превышает суммарную численность прокариот и что в водных системах значительная часть прокариотического сообщества инфицирована фагами, стимулировало исследования экологии прокариотических вирусов и их роли в экосистемах. В настоящем обзоре рассматривается экология прокариотических вирусов («фагов») в морских, пресноводных и почвенных системах с «точки зрения вирусов». Численность вирусов существенно различается в разных средах и связана с численностью или активностью бактерий, что позволяет предположить, что большинство вирусов, обнаруживаемых в окружающей среде, обычно являются фагами. Данные о разнообразии фагов немногочисленны, но свидетельствуют об их чрезвычайно высоком разнообразии в природных системах. Литические фаги являются хищниками прокариот, тогда как лизогенные и хронические инфекции представляют собой паразитическое взаимодействие. Некоторые формы лизогении, вероятно, лучше всего описывать как мутуализм. Имеющиеся немногочисленные экологические данные о популяциях фагов указывают на большое разнообразие экологических ниш и стратегий выживания. Клетка-хозяин является основным ресурсом для фагов, а качество ресурса, то есть метаболическое состояние клетки-хозяина, представляет собой критически важный фактор на всех этапах жизненного цикла фага. Вызванная вирусами смертность прокариот значительно варьирует во времени и пространстве, что свидетельствует о том, что фаги могут быть важными хищниками бактериопланктона. Эта смертность и высвобождение продуктов лизиса клеток в окружающую среду могут существенно влиять на процессы микробных пищевых сетей и биогеохимические циклы. Фаги также могут воздействовать на разнообразие хозяев, например посредством механизма «убийства победителя», сдерживая конкурентно доминирующие виды или популяции. Кроме того, они опосредуют перенос генов между прокариотами, однако в окружающей среде это явление по-прежнему в значительной степени не изучено. Геномика и протеомика предоставляют мощные инструменты для экологии фагов, но окончательная проверка результатов должна проводиться в окружающей среде.