Virus opfattes ofte som et menneskeligt problem, men de er de mest udbredte biologiske enheder på planeten. Der er millioner af vira i hver teskefuld flod, sø eller havvand, de findes over alt, hvor der er liv og inficerer sandsynligvis alle levende organismer. De fleste er fuldstændig harmløse for mennesker og inficerer mikroskopiske dyr, planter og bakterier, som de kaprer og omprogrammerer til at producere nye viruspartikler, som oftest ødelægger disse celler i processen. Hver dag ødelægger vira et stort antal mikroorganismer i miljøet, hvilket ændrer strømmen af energi i fødevæv på global skala."Ved at forstå, hvordan vira udvikler sig og fungerer, kan vi forudsige deres rolle i miljøet, og hvordan de interagerer med deres værter," siger Christopher Bellas fra Institut for Økologi ved Universitetet i Innsbruck. Sammen med kolleger fra universiteterne i Bristol, Reading og Aberystwyth i Storbritannien, University of Minnesota, USA og Aarhus Universitet i Danmark, har han sekventeret og sammenlignet genomer (deres samlede DNA) af vira, som inficerer mikrober fundet på overfladen af gletschere. Undersøgelsen, der nu er publiceret i tidsskriftet Nature Communications, viser, at vira på gletsjere i Alperne, Grønland og Spitsbergen har genomer, der er næsten identiske mellem disse isolerede steder, dette modsiger, hvad vi ved om den hurtige udvikling af vira.
Evolutionært våbenkapløb
Det er kendt fra laboratorieundersøgelser, at vira udvikler sig hurtigt for at holde trit med deres værter, som også samtidig udvikler forsvar mod virusinfektion, dette evolutionære våbenkapløb betyder, at de skal forblive i balance i forhold til hinanden. Dette er kendt som 'Red Queen'-hypotesen efter karakteren fra Alice i Eventyrland, der siger: Det kræver alt det løb, du kan gøre, for at blive på samme sted. "Det betyder, at når vi sekventerer genomerne af vira fra to, langsigtede, isolerede steder, bør vi aldrig finde præcis de samme virusgenomer to gange," siger Christopher Bellas. De vira, som forskerholdet har studeret, stammer fra meget usædvanlige levesteder på overfladen af gletsjere og iskapper, kaldet kryokonithuller. Disse små pools af smeltevand på gletsjere er ideelle steder at teste, hvordan vira udvikler sig, fordi de er miniature, replikerede samfund af mikrober, som findes på vidt adskilte gletsjere rundt om i verden.
En genetisk frugtmaskine
Da forskerne så på virusgenomerne fra isolerede kryokonithuller, tusinder af kilometer fra hinanden, forventede de at finde ud af, at de hver især ville indeholde forskellige vira, der kun var fjernt beslægtede med hinanden. Hvad de faktisk fandt var, at de fleste bakterieinficerende vira (bakteriofager) var næsten identiske mellem Arktis og Alperne. Men da de så nærmere på deres stabile genomer, så de, at der var mange små sektioner i hvert genom, hvor DNA fra andre relaterede vira gentagne gange blev byttet ind og ud, i en kendt proces kaldet rekombination. På hver anden placering blandede vira generne til stede i disse udskiftelige regioner som en slags genetisk frugtmaskine. "Det betyder, at i det naturlige miljø skaber genbytning mellem vira ved rekombination meget diversitet i viruspopulationen, specifikt i gener, der er involveret i genkendelse og tilknytning til forskellige værter, hvilket sandsynligvis giver vira potentialet til hurtigt at tilpasse sig forskellige værter i miljøet," forklarer Christopher Bellas.
