意料之外的是猎物 ,居然改写了海洋食物链
我们都知道,海洋中有一条典型的 "藻类 - 原生动物 - 鱼" 食物链。很长一段时间以来,这种病毒似乎都在经典食物链之外。最近,科学家们终于发现原生动物以病毒为食,从而让病毒进入了经典的食物链。
据媒体报道,研究人员在缅因湾和地中海共采集了 1698 个原生动物样本,并对样本进行 DNA 序列分析。他们使用单细胞基因组分析,测序结果显示是否存在微生物和病毒。结果表明,病毒 DNA 在缅因湾 51% 的原生动物和地中海 35% 的原生动物中检出,在胆石症和多囊体原生动物标本中均检出病毒 DNA。结果表明,在缅因湾的原生动物标本中,51% 的原生动物标本和 35% 的地中海原生动物标本中检测到病毒 DNA。这使得科学家们终于有证据证明以病毒为食的原生动物确实存在。研究结果发表在 "微生物学前沿" 杂志上。
这被誉为 "改写海洋食物链" 的发现。那么,什么样的生物以病毒为食,科学家如何发现它们,为什么病毒对它们无害?
生物学家一直在寻找吃病毒的生物。
长期以来,病毒只感染、净化和杀死生物,而不是被生物体用作食物,这似乎是不合理的。因此,生物学家一直在寻找以病毒为食的生物。
中国海洋大学生命学院副教授梁燕涛在采访中告诉科技日报记者,1993 年,加拿大科学家柯蒂斯·萨特课题组发现,病毒和类似大小的荧光颗粒可以被原生动物捕食。他们用荧光标记病毒和小球,然后加入原生动物来检测病毒和荧光小球从海水中去除的速率。为了反映病毒被原虫捕食的效率,发现大颗粒病毒更容易被原虫捕食和消化。病毒可能会导致 0。2%≤9% 碳,0。3%≤14% 氮和 0。原生动物食物中磷含量 6%≤28%。随后的研究还发现,一些原生动物可以捕食病毒,在捕食细菌的同时,还能同时以体内和细菌表面的病毒为食。但目前,这方面的研究还十分有限。"。
发现这种病毒主要由吃小器官的原生动物捕食。一般来说,病毒的大小大约是 100 纳米,能够吃病毒的原生动物的大小大约是病毒的 10 倍。梁燕桃说,其他科学家先前的研究发现,吃 "器官" 太小,不能吃细菌,吃病毒就够了,因此推测这种原生动物可能直接吞噬捕食病毒。
在本报告中,研究人员在许多不同原生动物的单细胞基因组中检测到了病毒 DNA 序列,特别是在多囊体和胆石症中。此外,一个有趣的现象是,这两种原生动物含有大量病毒 DNA 序列,而细菌 DNA 序列相对较小。这排除了 "搭便车" 的可能性 -- 一些原生动物可能以细菌为食,而食性细菌将被细菌吃掉,而这些细菌可以被原生动物吃掉。
它们吃病毒为什么没被病毒反杀
科学家们此前曾认为,原生动物可能通过吞食细菌和微藻等微生物颗粒进入人体,并在细胞表面和细胞中摄取病毒。梁燕桃说,研究结果推测,两种原生动物胆石症和聚合动物可能直接吞噬捕食病毒,而这种病毒与另一种原生动物所捕食的病毒是独立的,而另一种原生动物是由原生动物预先感染的。
此时,一些读者可能会问,人类感染上的病毒会生病,这些原生动物还会吃病毒,不会对他们造成伤害吗?要知道这个问题的答案,你需要了解病毒的习性。
梁燕桃说,病毒是一种严格依赖寄主细胞特定寄生虫的生命形式。每种病毒都有非常严格的宿主范围,只有极少数病毒可以感染不同种类的不同生物。
在海洋中,每毫升海水中有数以千万计的病毒,这些病毒可能有数十万种。但目前的研究表明,绝大多数这些病毒只被细菌和微藻感染,而海洋中受原生动物感染的病毒数量可能远远低于那些感染细菌和微藻的病毒。" 因此,尽管这些原生动物可能会吃掉大量病毒粒子,但这些病毒大多不是感染这些原生动物的病毒,因此它们不会对这些病毒造成伤害 -- 食原生动物。
不仅仅是食物链被修复了。
这是一个令人兴奋的发现。
这种病毒富含磷和氮,可能会给胆石症和多细胞动物的食物添加一些重要的营养物质。美国比格罗海洋科学实验室的生物信息科学家朱莉娅·布朗指出,由于病毒不仅会摧毁其他生物,而且还会被其他生物消灭,所以食物链中缺失的节点现在可以弥补了。
但这一发现的意义真的只是为了修复食物链吗?梁燕桃认为,病毒捕食性和能够捕食病毒的原生动物的发现,使人们对病毒有了新的认识 -- 重新进入营养水平相对较高的原生动物,甚至是经典的 "藻类 - 原生动物 - 鱼类食物链"。这项新研究将原生动物捕食病毒的新途径命名为病毒,这不同于以往对该病毒的生态作用的一般认识(Viralshunt)。
梁燕桃说,病毒在海洋生物生物地球化学循环中的作用主要是通过细菌和微藻的裂解,将溶解的有机和无机物质释放到海水中,再由细菌和藻类再利用形成一个微食物链,从而减少有机营养物质向经典食物链的传播。这种对 Virallink 的新认识,不仅提高了人们对海洋中微生物与微食品环复杂相互作用的认识,也使人们对海洋中碳、氮、磷、硫等元素的循环有了新的认识。海洋微生物对海洋的碳、氮、磷、硫等元素和能量循环有着重要的影响,这不仅对维持生态系统的健康至关重要,而且通过海洋碳汇的作用对全球气候变化产生影响。
正如研究小组所说,这个新的结果并不是最终的结果。知道原生动物可以以病毒为食,可以为人们提供一个新的思维方向。" 然而,这只是一个新的研究方向的起点,为了澄清病毒在海洋生态学中的作用,科学家们仍然需要大量的研究。
但可以肯定的是,即使是 "感染一切" 的病毒也将成为单细胞小型生物的晚餐,在自然动态平衡中,没有人能成为一条漏水的鱼。