Seiring dengan perubahan lingkungan yang disebabkan oleh aktivitas manusia, para ilmuwan semakin menggali sejarah Bumi untuk meramalkan dampak dari perubahan iklim saat ini. Dalam upaya ini, struktur es besar seperti gletser berfungsi sebagai “freezer” alami yang menyimpan catatan detail tentang iklim dan ekosistem masa lalu – termasuk keberadaan virus. Penelitian terbaru yang melibatkan mikrobiolog dan paleoklimatologi dari The Ohio State University mengungkapkan bagaimana virus kuno yang terawetkan dalam es gletser dapat memberikan wawasan tentang sejarah perubahan iklim di Bumi, serta cara virus beradaptasi terhadap perubahan iklim.
Tim peneliti tersebut melakukan penelitian di Guliya Glacier di Dataran Tinggi Tibet, dimana mereka berhasil merekonstruksi genom virus dari sembilan interval waktu yang berbeda. Metode ini menggunakan metagenom, yaitu koleksi genom yang mencakup total konten genetik dari semua mikroorganisme yang ada dalam sampel lingkungan. Penelitian ini mencakup tiga siklus besar dari iklim dingin ke hangat dalam 41.000 tahun terakhir.
Melalui analisis yang cermat, peneliti berhasil memperoleh genom dari 1.705 spesies virus, yang mana merupakan peningkatan lebih dari lima puluh kali lipat dari virus kuno yang sebelumnya diketahui. Mencoloknya, hanya sekitar seperempat dari spesies virus yang ditemukan memiliki kesamaan di tingkat spesies dengan virus yang teridentifikasi dalam hampir 1.000 metagenom di basis data global. Temuan ini menunjukkan bahwa beberapa virus yang terawetkan di gletser Guliya kemungkinan berasal dari wilayah lokal, namun juga menunjukkan kurangnya data tentang virus gletser yang ada di database yang tersedia.
Salah satu temuan kunci dalam penelitian ini adalah variasi signifikan dalam komunitas virus antara periode iklim dingin dan hangat. Komunitas virus yang paling berbeda ditemukan sekitar 11.500 tahun yang lalu, bertepatan dengan transisi besar dari tahap glasial terakhir ke Holosen. Ini menunjukkan bahwa kondisi iklim yang unik selama periode dingin dan hangat mempengaruhi komposisi komunitas virus. Para peneliti berhipotesis bahwa perubahan pola angin mungkin membawa virus dari tempat lain ke gletser, yang terpengaruh oleh tekanan seleksi dari perubahan suhu.
Lebih jauh, tim peneliti menyelidiki bagaimana virus berinteraksi dengan inangnya. Mereka menemukan bahwa virus secara konsisten menginfeksi Flavobacterium, sejenis bakteri yang umum ditemukan di lingkungan gletser. Selain itu, virus-virus ini juga perlu “mencuri” gen dari inangnya untuk memanipulasi metabolisme. Dalam genom virus terdapat 50 gen metabolik tambahan yang berkaitan dengan metabolisme, termasuk sintesis dan pemecahan vitamin, asam amino, dan karbohidrat. Beberapa gen ini terbukti ada di seluruh sembilan interval waktu yang dipelajari, menunjukkan bahwa mereka membantu inang mikrob dalam beradaptasi dengan kondisi ekstrem di permukaan gletser.
Penelitian ini memberikan perspektif baru tentang bagaimana virus kuno telah merespons perubahan iklim selama puluhan ribu tahun. Memahami interaksi kuno ini menciptakan kesempatan unik untuk penelitian di bidang virologi dan ilmu iklim. Dengan mempelajari bagaimana virus kuno bereaksi terhadap perubahan iklim di masa lalu, para peneliti dapat memperoleh wawasan berharga tentang cara virus beradaptasi terhadap perubahan iklim global yang sedang berlangsung.
Gletser, dengan kemampuannya untuk menangkap informasi tentang mikroorganisme dan ekosistemnya dalam setiap lapisan, tetap menjadi sumber penting untuk mengungkap sejarah iklim Bumi dan kehidupan yang ditunjangnya, terutama saat cadangan es gletser dengan cepat menghilang. Penelitian lebih lanjut di bidang ini dapat membuka jalan menuju pemahaman yang lebih baik tentang dampak perubahan iklim terhadap kehidupan mikroba dan adaptasi mereka di masa depan.
