病毒可能就此消失?首次发现专吃病毒的生物!并将病毒视为美味珍馐

2023-02-07 17:46 · 生物探索

根据美国内布拉斯加大学林肯分校研究人员的一项新研究,一种淡水浮游生物已成为全球第一种以病毒为食而茁壮成长的生物。

病毒经常被各种生物偶然食用,甚至可能会调味某些海洋原生生物的饮食。但要成为食物链中真正的一环,病毒应该为其消费者贡献大量的能量或营养。

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图1 研究成果(图源:[1])

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图2 Halteria(图源:[2])

微生物Halteria是一种常见的原生生物属,Halteria有时被称为跳跃寡头藻,会在其毛发状纤毛推动它穿过水中时飞来飞去,是一种常见的浮游纤毛虫属,存在于许多淡水环境中。Halteria由于其丰富和独特的行为而很容易定位,对Halteria的观察可能可以追溯到17世纪和微生物的发现。纤毛虫的实验室样本不仅消耗了添加到其环境中的氯病毒,而且这种巨大的病毒还促进了Halteria的生长并增加了其种群规模。随着时间的推移,人们对它们的形态和行为有了更多的了解,这导致了分类方面的许多变化。

在野外广泛食用氯病毒的连锁反应可能对碳循环产生深远影响。众所周知,氯病毒会感染微观绿藻,导致宿主分裂,将碳和其他营养物质释放到环境中——大量食用病毒可能会限制这一过程。

生态学家John DeLong表示:“如果你粗略估计有多少病毒、有多少纤毛虫以及有多少水,就会得出食物链上游的大量能量运动,如果这种情况发生在我们认为可能达到的规模,它应该会彻底改变我们对全球碳循环的看法。”

这项研究已经进行了三年,基于这样一种想法,即水中可以发现的大量病毒和微生物很可能导致前者被后者吃掉。研究人员推断:如果你是一个想要觅食的有机体,病毒内部有一些好东西,包括氨基酸、核酸、脂质、氮和磷,肯定有什么生物想用它做一顿饭。

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图3 纤毛虫Halteria会以绿藻病毒为食,并吸收病毒营养来生长(图源:[1])

该团队还收集了池塘水样并向其中添加了氯病毒,以查看是否有任何物种将病毒视为食物而不是威胁,研究人员找到了Halteria和草履虫,它们都在水中茁壮成长。虽然草履虫以病毒为食,但它的大小和数量几乎没有变化。另一方面,Halteria以它们为食,使用氯病毒作为营养来源。纤毛虫的数量在两天内增长了大约15倍,而病毒数量下降了一百倍。

研究者还通过荧光标记绿藻病毒的DNA确认Halteria的确将病毒吃进了身体里面,在引入两种浮游生物之前,荧光绿色染料被用来标记氯病毒DNA。这证实了病毒正在被吃掉:液泡相当于胃的微生物,因进食而发出绿色光。“有喜欢吃病毒的生物并不奇怪,只是曾经没有人注意到而已,”DeLong博士表示。

进一步的分析表明,与氯病毒的下降相比, Halteria的增长与水生环境中其他微观捕食者与猎物关系中所见的比率相匹配,为团队提供了正在发生的事情的更多试验数据。接下来,研究人员想研究食虫动物如何影响食物网、物种进化和种群恢复力。

参考资料:

[1]DeLong JP, Van Etten JL, Al-Ameeli Z, et al. The consumption of viruses returns energy to food chains. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Jan 3;120(1):e2215000120. doi: 10.1073/pnas.2215000120. Epub 2022 Dec 27. PMID: 36574690.

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Halteria

[3]https://www.sciencealert.com/an-organism-that-can-dine-exclusively-on-viruses-has-been-found-in-a-world-first