Ganggang menghitamkan es. Ketika hal ini terjadi, es akan memantulkan lebih sedikit sinar matahari dan mencair lebih cepat. Beberapa wilayah di Greenland ditumbuhi alga hitam. Foto: Laura Perini
GREENLAND, BERITALINGKUNGAN.COM– Virus ini kemungkinan mengatur pertumbuhan alga salju di atas es dengan menginfeksi mereka. Mengetahui cara mengendalikan virus-virus ini dapat membantu kita mengurangi sebagian dari pencairan es.
Setiap musim semi ketika matahari terbit di Arktik setelah berbulan-bulan kegelapan, kehidupan kembali muncul. Beruang kutub keluar dari sarang musim dingin mereka, burung dara Arktik kembali terbang dari perjalanan panjang mereka ke selatan, dan musk oxen berjalan ke utara.
Namun, hewan-hewan bukan satu-satunya kehidupan yang terbangun oleh matahari musim semi. Alga yang tertidur di atas es mulai mekar di musim semi, menghitamkan area luas dari es.
Ketika es menghitam, kemampuannya untuk memantulkan sinar matahari berkurang dan ini mempercepat pencairan es. Pencairan yang meningkat memperburuk pemanasan global.
Salah satu sampel di mana Laura Perini menemukan virus raksasa. Sekilas tampak seperti air kotor, tetapi kantong itu penuh dengan mikroorganisme, salah satunya adalah alga es yang menghitamkan es. Foto: Laura Perini.
Namun, para peneliti mungkin telah menemukan cara untuk mengendalikan pertumbuhan alga salju – dan mungkin dalam jangka panjang mengurangi sebagian dari pencairan es. Hidup di atas es bersama alga, postdoktoral Laura Perini dari Departemen Ilmu Lingkungan di Universitas Aarhus dan rekan-rekannya, telah menemukan virus raksasa.
Dia menduga bahwa virus-virus tersebut memakan alga salju dan dapat berfungsi sebagai mekanisme kontrol alami terhadap mekar alga.
“Kami tidak tahu banyak tentang virus ini, tetapi saya pikir mereka bisa berguna sebagai cara untuk mengurangi pencairan es yang disebabkan oleh mekar alga. Seberapa spesifik dan seberapa efisien hal ini, kami belum tahu. Tetapi dengan mengeksplorasi lebih lanjut, kami berharap dapat menjawab beberapa pertanyaan tersebut,” kata Laura seperti dikutip Beritalingkungan.com dari laman tech.au.dk (05/06/2024).
Lebih Besar dari Bakteri
Virus biasanya jauh lebih kecil daripada bakteri. Virus biasa berukuran 20-200 nanometer, sedangkan bakteri tipikal berukuran 2-3 mikrometer. Dengan kata lain, virus normal sekitar 1000 kali lebih kecil dari bakteri.
Namun, itu tidak terjadi pada virus raksasa. Virus raksasa tumbuh hingga ukuran 2,5 mikrometer. Itu lebih besar dari kebanyakan bakteri.
Namun, virus raksasa tidak hanya lebih besar dalam ukuran. Genom mereka jauh lebih besar daripada virus biasa. Bakteriofag – virus yang menginfeksi bakteri – memiliki antara 100.000 dan 200.000 huruf dalam genom mereka. Virus raksasa memiliki sekitar 2.500.000.
Belum Pernah Ditemukan di Es Sebelumnya
Virus raksasa pertama kali ditemukan pada tahun 1981, ketika para peneliti menemukannya di lautan. Virus-virus ini telah berspesialisasi dalam menginfeksi alga hijau di laut. Kemudian, virus raksasa ditemukan di tanah di darat dan bahkan pada manusia.
Namun ini adalah pertama kalinya virus raksasa ditemukan hidup di permukaan es dan salju yang didominasi oleh mikroalga, jelas Laura Perini.
“Kami menganalisis sampel dari es gelap, salju merah, dan lubang pencairan (cryoconite). Di es gelap dan salju merah, kami menemukan tanda-tanda virus raksasa aktif. Dan itu adalah pertama kalinya mereka ditemukan di permukaan es dan salju yang mengandung banyak mikroalga berpigmen.”
Beberapa tahun yang lalu, semua orang mengira bagian dunia ini tandus dan tidak ada kehidupan. Tetapi hari ini kita tahu bahwa beberapa mikroorganisme hidup di sana – termasuk virus raksasa.
“Ada seluruh ekosistem di sekitar alga. Selain bakteri, jamur filamen dan ragi, ada protista yang memakan alga, berbagai spesies jamur yang memparasiti mereka dan virus raksasa yang kami temukan, menginfeksi mereka.”
“Untuk memahami kontrol biologis yang berperan pada mekar alga, kita perlu mempelajari ketiga kelompok ini.”
Belum Terlihat dengan Mata Telanjang
Meskipun virus-virus ini raksasa, mereka tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. Laura Perini bahkan belum melihat mereka dengan mikroskop cahaya. Namun dia berharap untuk melakukannya di masa depan.
“Cara kami menemukan virus ini adalah dengan menganalisis semua DNA dalam sampel yang kami ambil. Dengan menyaring dataset besar ini mencari gen penanda spesifik, kami menemukan urutan yang memiliki kesamaan tinggi dengan virus raksasa yang dikenal,” jelasnya.
Untuk memastikan bahwa DNA virus tersebut tidak berasal dari mikroorganisme yang telah lama mati, tetapi dari virus yang hidup dan aktif, mereka juga mengekstraksi semua mRNA dari sampel.
Ketika urutan DNA yang membentuk gen diaktifkan, mereka ditranskripsi menjadi potongan beruntai tunggal yang disebut mRNA. Potongan-potongan ini berfungsi sebagai resep untuk membangun protein yang dibutuhkan virus. Jika mereka ada, virus itu hidup.
“Dalam total mRNA yang diurutkan dari sampel, kami menemukan penanda yang sama seperti dalam total DNA, jadi kami tahu mereka telah ditranskripsi. Ini berarti bahwa virus itu hidup dan aktif di atas es,” katanya.
DNA dan RNA dalam Virus
Di pusat virus raksasa terdapat kluster DNA. DNA itu mengandung semua informasi genetik atau resep yang dibutuhkan untuk membuat protein – senyawa kimia yang melakukan sebagian besar pekerjaan dalam virus.
Namun untuk menggunakan resep-resep tersebut, virus perlu mentranskripsinya dari DNA beruntai ganda menjadi mRNA beruntai tunggal.
Virus normal tidak bisa melakukan itu. Sebaliknya, mereka memiliki untai RNA yang mengambang di dalam sel yang menunggu untuk diaktifkan, ketika virus menginfeksi organisme dan membajak fasilitas produksi selulernya.
Virus raksasa bisa melakukan itu sendiri yang membuat mereka sangat berbeda dari virus normal.
Sementara DNA dari virus mati bisa ditemukan dalam sampel, mRNA terurai jauh lebih cepat. Oleh karena itu mRNA adalah penanda penting aktivitas virus. Dengan kata lain, mRNA-resep dari protein tertentu menunjukkan bahwa virus itu hidup dan aktif.
Belum Tahu Persis Cara Kerjanya
Karena virus raksasa adalah penemuan yang relatif baru, tidak banyak yang diketahui tentang mereka. Berbeda dengan kebanyakan virus lainnya, mereka memiliki banyak gen aktif yang memungkinkan mereka memperbaiki, mereplikasi, mentranskripsi, dan menerjemahkan DNA.
Tetapi mengapa demikian dan untuk apa mereka menggunakannya belum diketahui.
“Tuan rumah mana yang diinfeksi oleh virus raksasa, kami belum bisa memastikan. Beberapa dari mereka mungkin menginfeksi protista sementara yang lain menyerang alga salju. Kami belum bisa memastikan,” kata Laura Perini.
Dia bekerja keras untuk menemukan lebih banyak tentang virus raksasa dan memiliki lebih banyak penelitian yang akan diterbitkan segera.
“Kami terus mempelajari virus raksasa untuk mengetahui lebih banyak tentang interaksi mereka dan apa sebenarnya peran mereka dalam ekosistem. Akhir tahun ini kami akan merilis penelitian ilmiah lain dengan beberapa informasi lebih lanjut tentang virus raksasa yang menginfeksi mikroalga yang dibudidayakan di permukaan es Lapisan Es Greenland,” pungkasnya.
Studi lapangan tersebut merupakan bagian dari proyek Deep Purple yang didanai oleh program inovasi European Research Council (Marwan Aziz)
