Interactions between viruses and benthic components in deep-sea ecosystems: the case of the Cretan Sea (Aegean Sea)

Il Mar di Creta, nel Mar Egeo (Mediterraneo orientale), è caratterizzato da condizioni fortemente oligotrofiche. Nei sedimenti di acque profonde le interazioni tra virus e comunità biologiche giocano un ruolo cruciale nei cicli di materia organica e funzionamento delle reti trofiche. Il nostro studio ha l’obiettivo di: 1. valutare le interazioni virus-procarioti nei sedimenti raccolti in due stazioni del Mare di Creta a circa 1000m di profondità utilizzando un approccio classico basato sull’assunzione che i procarioti rappresentano gli ospiti preferenziali dei virus e 2. stimare l’impatto dei virus su diverse componenti biologiche (oltre a batteri e archaea) come funghi, protisti e metazoi. Abbiamo inoltre indagato l’attività aminopeptidasica, un enzima chiave nella degradazione delle proteine, per comprendere il contributo selettivo delle diverse componenti biologiche nei processi di degradazione enzimatica della materia organica nei sedimenti profondi del Mar di Creta. Per raggiungere questi obiettivi, abbiamo valutato l’abbondanza virale e procariotica, la produzione virale, i tassi di decadimento e infezione virale, e l’attività aminopeptidasica sia sui sedimenti tal quali sia su sedimenti trattati con inibitori selettivi del metabolismo di batteri, archaea, funghi e protisti. Utilizzando l’approccio classico, i nostri risultati indicano valori di abbondanza virale e procariotica e produzione virale confrontabili con quelli riportati in sistemi oligotrofici profondi ca. 1000m. Allo stesso modo, l’attività aminopeptidasica osservata nei nostri campioni si colloca nel range di valori precedentemente riportati per siti profondi del Mar Egeo. Attraverso l’inibizione selettiva di diverse componenti bentoniche siamo riusciti a stimare per la prima volta il contributo percentuale della produzione virale attribuibile agli eucarioti di acque profonde. Abbiamo osservato che, nonostante il 42 % e il 21% della produzione virale sia a carico di batteri e archaea, il 22% e il 14% della produzione virale totale è a carico di funghi e protisti. Inoltre, i nostri risultati confermano che i batteri sono i principali agenti dei processi di degradazione delle proteine contribuendo a ca. il 42% dell’attività aminopeptidasica totale. Tuttavia, l’approccio sperimentale utilizzato ha permesso di evidenziare l’importante contributo degli archea (ca. 31% dell’attività aminopeptidasica totale) ai processi di degradazione delle proteine, seguito da protisti e funghi, i quali contribuiscono rispettivamente per l’16% e il 11%. Queste prime stime quantitative, se confermate su più ampia scala, aprirebbero la strada a nuove rielaborazioni dei modelli di viral shunt e di ciclizzazione del C in ecosistemi bentonici profondi che includerebbero la quantità di C rilasciato in seguito a lisi virale di cellule eucariotiche e il contributo di archaea, protozoi e funghi nei processi di ciclizzazione del carbonio.