О происхождении и эволюции вирусов по результатам исследований вирусоподобных микрофоссилий в кремнистых породах Палеопротерозоя, остров Гогланд, Финский залив

Abstract

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.