Эти микробы могут быть первыми живыми организмами, которые питаются инфекционными вирусами

В ходе недавнего лабораторного эксперимента хальтерия была поймана за поеданием большого количества хлоровирусов.

Отредактировано 2023-25-06
Желтые частицы хлоровируса заражающие микроскопические зеленые водорослиЧастицы хлоровируса, заражающие микроскопические зеленые водоросли.

Мир вступает в очередной год глобальной пандемии, вызванной вирусом, но COVID-19 - едва ли не единственный вирус на свете. В то время как некоторые вирусы могут быть смертельно опасными, другие помогают поддерживать жизнь организмов, и даже ведутся споры о том, следует ли считать сами вирусы живыми существами.

Однако, похоже, что голодный микроорганизм может быть естественным врагом для некоторых вирусов. В исследовании, опубликованном в декабре 2022 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, команда из Университета Небраски-Линкольна обнаружила, что диеты, состоящей только из вирусов, достаточно для роста одного из видов Halteria. Halteria - это одноклеточная ресничка, обитающая в пресной воде по всему миру, и команда обнаружила, что они могут съедать огромное количество инфекционных хлоровирусов за один раз.

Команда называет эту диету, исключающую вирусы, "virovory".

Известно, что хлоровирусы размножаются путем заражения микроскопических зеленых водорослей, которые обычно живут внутри парамеций. Затем они могут лопнуть эти одноклеточные хозяева, как воздушный шар, в результате чего углерод и другие элементы, важные для поддержания жизни, выплескиваются в воду. Затем этот углерод всасывается другими микроорганизмами.

"На самом деле это просто удерживает углерод в этом своеобразном слое микробного супа, не давая пастбищам уносить энергию вверх по пищевой цепи", - сказал в своем заявлении Джон ДеЛонг, доцент биологических наук в Небраске и соавтор исследования.

Однако если такие цилиаты, как Halteria, питаются теми же вирусами, то вироурия может выступать в качестве противовеса рециркуляции углерода, которую, как известно, обеспечивают вирусы. По мнению ДеЛонга, вивория может способствовать продвижению углерода вверх по пищевой цепи.

"Если перемножить грубую оценку того, сколько вирусов существует, сколько цилиат существует и сколько воды существует, то получится огромное количество движения энергии (вверх по пищевой цепи)", - сказал ДеЛонг. Он подсчитал, что цилиаты в небольшом пруду могут съедать 10 триллионов вирусов в день.

ДеЛонг опирался на предыдущую работу университета по хлоровирусам и уже был знаком с тем, как они могут запутаться в пищевой сети. Исследования соавторов - эколога Джеймса Ван Эттена и вирусолога Дэвида Дунигана - показали, что хлоровирусы могут получить доступ к водорослям, которые обычно покрыты цилиатами рода Paramecia. Этот доступ возможен только тогда, когда мелкие ракообразные поедают парамеций и выкачивают вновь открытые водоросли.

ДеЛонг подумал, что вирусы могут быть источником пищи и энергии. Чтобы проверить гипотезу, он собрал образцы в близлежащем пруду, а затем собрал все микроорганизмы в капли воды и добавил много хлоровируса.

После того, как капли пролежали 24 часа, их проверили на наличие признаков того, что какой-либо из присутствующих видов реагирует на присутствующий хлоровирус. Оказалось, что Халтерия относилась к вирусу скорее как к закуске, а не как к физической угрозе.

"Сначала это было просто предположение, что их [цилиат] стало больше", - сказал ДеЛонг. "Но потом они стали достаточно большими, чтобы я мог взять несколько штук наконечником пипетки, поместить их в чистую каплю и сосчитать их".

Всего за два дня количество хлоровирусов сократилось в 100 раз. У хальтерии не было другого источника пищи, кроме вируса, и ее популяция увеличивалась в 15 раз, в то время как популяция хлоровирусов не увеличивалась вообще.

Команда пометила часть ДНК хлоровируса зеленым красителем, чтобы подтвердить, что Halteria питается вирусом. Цилиарный эквивалент желудка, называемый вакуолью, вскоре стал светиться зеленым цветом.

Результаты этого исследования могут иметь некоторые важные последствия. Эти вирусы играют важную роль в формировании пресноводной среды, поскольку они перерабатывают углерод и другие питательные вещества, и эта переработка может предотвратить попадание энергии в другие, более крупные формы жизни. Однако если что-то поедает эти вирусы, которые затем потребляются более крупными организмами, то часть питательных веществ и энергии, которые обычно перерабатываются, может попасть в пищевую цепь.

"[Вирусы] состоят из действительно хороших вещей: нуклеиновых кислот, большого количества азота и фосфора", - сказал ДеЛонг. "Все должно хотеть их съесть. Так много вещей будут есть все, до чего смогут дотянуться. Наверняка что-то научилось бы есть это действительно хорошее сырье".

Следующие шаги команды будут предприняты после того, как на Среднем Западе закончится зима. Они планируют вернуться к пруду, чтобы проверить, происходит ли вирообразование в дикой природе, а не только в лабораторных условиях.