Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.
О происхождении и эволюции вирусов по результатам исследований вирусоподобных микрофоссилий в кремнистых породах Палеопротерозоя, остров Гогланд, Финский залив
Несколько разновидностей вирусоподобных микрофоссилий, близких по морфологии к современным гигантским вирусам семейства Mimiviridae были выявлены в микрокварцитах в составе вулканогенно-осадочных толщ с возрастом 1640 миллионов лет на острове Гогланд в Финском заливе, Россия. Микрокварциты содержат графит, обогащенный лёгким изотопом углерода 12С, как это характерно для пород, образовавшихся с участием живого вещества. Многочисленные останки окремненных и ожелезненных микрофоссилий планктонных микроорганизмов и вирусоподобных структур были найдены во фрагментах окремненных биопленок. Однако, вирусоподобные микрофоссилии превышают современные гигантские вирусы по линейным размерам в тысячу раз и более (Belyaev, 2018; 2019; Belyaev, Yukhalin, 2021), и содержат структуры подобные ядрам эукариотов. Кроме того, получены данные, которые могут быть истолкованы как факт паразитических взаимоотношений вирусоподобных образований с клетками древних амебообразных микроорганизмов. Внутри, и в непосредственном окружении некоторых вирусоподобных структур, наблюдаются мелкие овальные зональные образования, которые, возможно, представляют собой окремненные вирусные частицы, древнейших облигатных сверхпаразитов, подобных вирофагам «Спутник» у мимивирусов (La Scola, et al., 2008). Зерна апатита, обнаруженные в минерализованной цитоплазме и ядрах вирусоподобных микрофоссилий, скорее всего, кристаллизовались из остатков фосфорной кислоты распавшихся нуклеотидов. Это позволило впервые приблизительно оценить величину геномов древнейших вирусоподобных структур, которые превышали геномы современных гигантских вирусов и одноклеточных организмов в тысячи раз (Belyaev, Yukhalin, 2021). Массы геномов микрофоссилий эукариотов и вирусоподобных структур были также оценены в соответствии с принципом геномно-ядерной пропорциональности, согласно которому молекулярные массы геномов прямо пропорциональны размерам ядер. При этом размеры геномов вирусоподобных структур, оцененные как по включенным зернам апатита, так и по величине ядер, в среднем составили десятки тысяч пикограмм и, соответственно, могли содержать десятки тысяч миллиардов пар нуклеотидов. Предполагается, что микрофоссилии вирусоподобных структур из группы неясного систематического положения Dinoviridae Incertae sedis были представителями вымершего семейства одноклеточных факультативных паразитов, либо являлись предками гигантских вирусов семейства Mimiviridae.
1. Беляев А. М. Петрология вулканитов формации рапакиви (о. Гогланд), //Региональная геология и металлогения, №55, 2013, с. 28-36.
2. Беляев А.М. Роль вирусов в эволюции ранней биосферы Земли //Геология, геоэкология, эволюционная география. Том XVI. СПб. 2017. с. 25-28.
3. Беляев А.М. Перспективы изучения микрофоссилий в вулканогенно-осадочных кремнистых породах Палеопротерозоя //Материалы LXIV сессии Палеонтологического общества, Изд. ПИН РАН, Москва, 2019, т.2. с. 28-43.
4. Беляев А.М. Палеовирусы //Материалы LXV сессии Палеонтологического общества, 2019, т.1. с. 28-31.
5. Беляев А.М. Юхалин П.В. Эволюция геномов эукариотов (по результатам изучения палеорпротерозойских микрофоссилий) //Материалы LXIV сессии Палеонтологического общества, 2020, с.18-21.
6. Беляев А.М., Юхалин П.В. Фосфатные останки нуклеотидов и размеры геномов микрофоссилий эукариотов из микрокварцитов Палеопротерозоя (остров Гогланд, Финский залив), 2021. Preprints.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3112213.
7. Ларин А.М. Граниты рапакиви и ассоциирующие породы, М., Наука, 2011, 403 с.
8. Минкевич, Л. И., Патрушев Л.И. Некодирующие последовательности генома и размер ядра эукариотической клетки как существенные факторы защиты генов от химических мутагенов //Биоорганическая химия, 2007, том 33, № 4, с. 474-477.
9. Abergel C., Legendre M., Claverie J.M. The rapidly expanding universe of giant viruses: Mimivirus, Pandoravirus, Pithovirus and Mollivirus. FEMS Microbiol. Rev. 2015; 39(6): pp. 779-96.
10. Arslan, D.; Legendre, M.; Seltzer, V.; Abergel, C.; Claverie, J.-M. (2011). Distant Mimivirus relative with a larger genome highlights the fundamental features of Megaviridae. Sciences. 2011. Vol. 108. No. 42, pp. 17486–17491. doi:10.1073/pnas.1110889108.
11. Belyaev A. M., Bogdanov Y.B., Levchenkov O.A. Petrogenesis of the bimodal rapakivi-related volcanites of the Island of Hogland, 1.64 Ga Wiborg batholith, Russia // International Field Conference: Proterozoic Granite System of the Penokean Terrane in Wisconsin, Madison, Wisconsin, USA, 1998, pp.139-140.
12. Belyaev A.M. Paleoproterozoic Underwater Volcanism and Microfossil-Like Structures in the Metasedimentary Siliceous Rocks (Hogland Island, Russia) // Journal of Earth Science, 2018; Vol. 29, No. 6, pp. 1431–1442, doi.org/10.1007/s12583-018-0883-4.
13. Belyaev A.M., Yukhalin P.V. Sizes of Genomes of Paleoproterozoic Microfossil
14. Eukaryotes. Int. J. Paleobiol&Paleontol 2021, 4(1): 000121. https://doi.org/10.23880%2Fijpbp-16000121.
15. Belyaev A.M., Yukhalin P.V. Virus-Like Microfossils in the 1.64 Ga Siliceous Rocks
16. From Hogland Island, Russia. PaleorXiv. DOI:10.31233/osf.io/n8zbu
17. Canchaya C., Fournous G., Chibani-Chennoufi S., et al. Phage as agents of lateral gene transfer. Curr. Opin. Microbiol, 2003, 6 (4): pp. 417–24. DOI:10.1016/S1369-5274(03)00086-9.
18. Cavalier-Smith, T. Economy, speed and size matter: evolutionary forces driving nuclear genome miniaturization and expansion. Ann. Bot. (Lond.) 2005, 95, pp. 147-175.
19. Jônatas Abrahão et al., Tailed giant Tupanvirus possesses the most complete translational apparatus of the known virosphere/ Nature Communications 2018, volume 9, Article number: 749, doi:10.1038/s41467-018-03168-1.
20. Laidler, J. R., & Stedman, K. M. Virus silicification under simulated hot spring conditions. Astrobiology, 2010; (6), pp. 569-576.
21. Legendre M., Arslan D., Abergel C., et al. Genomics of Megavirus and the elusive fourth domain of Life // Commun Integr Biol. 2012. В. 1. Т. 5. pp. 102—106.
22. La Scola B., Desnues C., Pagnier I., The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus // Nature. — 2008. — В. 7209. — Т. 455. — pp. 100-104. — DOI:10.1038/nature07218 — PMID 18690211.
23. Paytan A., McLaughlin K. (2007) The Oceanic phosphorus cycle. Chemical Reviews 107(2): 563-576.
