科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)專吃病毒生物
218 2023-01-06
1月3日報道,由于大部分生物會不小心誤食病毒,約翰突發(fā)奇想,想要進一步研究,看看有沒有生物專以病毒為食。“(病毒)由非常好的東西組成的:核酸,大量的氮和磷,”約翰說,“很多生物會吃任何它們能獲取的東西。有些生物會學(xué)會如何吃這些非常好的原材料。”
醞釀了三年后,約翰團隊進行了實驗。他們收集了池塘水,一些池塘水加入了會感染綠藻的氯病毒,一些池塘水作為普通樣本進行對照。約翰團隊還通過熒光綠色染料標(biāo)記氯病毒DNA,來檢查食物鏈的“關(guān)系”。
研究發(fā)現(xiàn),“Halteria”在兩天內(nèi)就有明顯成長的跡象,纖毛的種群在兩天內(nèi)增長了約15倍,而氯病毒含量則下降了100倍以上。而在沒有氯病毒的對照樣本中,“Halteria”與初始狀態(tài)相差無幾。“Paramecium”也有類似表現(xiàn),同樣把氯病毒作為營養(yǎng)來源。并且,標(biāo)記在氯病毒DNA的熒光綠移動痕跡證實病毒被“吃掉”了。
“Halteria”是第一批被發(fā)現(xiàn)的食用病毒的生物,但不會是唯一一批。最新消息稱,類似于“食草動物”的命名,這些新發(fā)現(xiàn)的“吃病毒的生物體”也有了新名字“virovore”。
據(jù)報道,從科學(xué)上講,這是人類第一次改變看待病毒的方式:病毒不僅是導(dǎo)致機體發(fā)生病變的“病原體”,還可以是自然界食物鏈中的一環(huán)。研究人員稱,接下來,他們將繼續(xù)研究病毒對食物鏈、物種進化等更大系統(tǒng)的影響。
一直以來,病毒似乎只感染并裂解殺死生物,而不會被生物當(dāng)成食物,這看上去不合常理。因此生物學(xué)家一直在尋找噬食病毒的生物。
據(jù)科技日報此前報道,中國海洋大學(xué)生命學(xué)院副教授梁彥韜在接受科技日報記者采訪時介紹,1993年,加拿大科學(xué)家柯蒂斯·薩特爾院士課題組發(fā)現(xiàn),病毒和相似尺寸的熒光顆粒物能夠被原生生物捕食的現(xiàn)象,他們將病毒和小球用熒光標(biāo)記,然后加入原生生物,檢測海水中病毒和熒光小球被清除的速度,以反映病毒被原生生物捕食的效率,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大顆粒病毒更容易被原生生物捕食和消化。并且病毒可能貢獻了原生生物食物中0.2%—9%的碳、0.3%—14%的氮、0.6%—28%的磷。后續(xù)一些研究也發(fā)現(xiàn),某些原生生物可以捕食病毒,并且可以在捕食細菌的同時將細菌體內(nèi)和表面的病毒同步攝食到體內(nèi)。但目前這方面的研究還非常有限。
“目前發(fā)現(xiàn),病毒主要是被進食‘器官’比較小的原生生物捕食。一般來說,病毒大小在100納米左右,能吃病毒的原生生物進食‘器官’的大小是病毒大小的10倍左右。”梁彥韜說,此前其他科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),皮膽蟲進食“器官”非常小,大小不足以吃下細菌,吃下病毒倒是綽綽有余。因此推測這類原生生物可能直接吞噬捕食病毒。
“病毒含有豐富的磷和氮,或許能給皮膽蟲和聚胞動物的伙食增添一些重要的營養(yǎng)元素。”美國畢格羅海洋科學(xué)實驗室的生物信息學(xué)家朱莉婭·布朗指出,既然病毒不只消滅其它生物,還會反被其它生物消滅,那么在食物鏈中缺少的那一個節(jié)點,如今也能補上了。
不過這次發(fā)現(xiàn)的意義真的僅僅是補全食物鏈嗎?梁彥韜認(rèn)為,發(fā)現(xiàn)病毒被捕食的現(xiàn)象和能夠捕食病毒的原生生物,使人們對病毒重新進入比較高營養(yǎng)級的原生生物乃至經(jīng)典的“藻類—原生生物—魚類食物鏈”有了新的認(rèn)識,這項最新研究將病毒被原生動物捕食這一新的途徑命名為viral link,這個途徑與之前對病毒生態(tài)作用的普遍認(rèn)識(Viral shunt)有所不同。
梁彥韜表示,此前病毒在海洋生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用主要是通過裂解細菌和微藻,釋放溶解有機物和無機物到海水中,而這些溶解有機物和無機物又可以被細菌和藻類重新利用,形成一個微食物環(huán),從而減少有機營養(yǎng)向經(jīng)典食物鏈的傳輸。而這個關(guān)于Viral link的新認(rèn)識,不但可以增進人們對海洋中的微生物復(fù)雜相互作用和微食物環(huán)的認(rèn)識,還可以使人們對海洋中碳、氮、磷、硫等元素的循環(huán)有新的認(rèn)識。而海洋中的微生物顯著影響著海洋的碳、氮、磷、硫等元素和能量循環(huán),這不但對于維持生態(tài)系統(tǒng)的健康非常重要,還可以通過海洋碳匯的作用對全球氣候變化產(chǎn)生影響。
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