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首次发现!科学家找到“专吃病毒”的生物|PNAS

发布时间: 2023/1/6 11:38:50 人气: 50

顶级“捕食者”——病毒,也遇上对手了!

科学家们发现了第一种专以病毒为食的生物,目前该研究已登上PNAS。

研究团队表示,这个惊人的发现不仅可能会改变人们既有认知的生态模型,甚至还会影响人们对全球碳循环的看法。

至于是怎么发现这类生物的,还要归功到研究人员对“平衡”的执着追求。

在以往,人们通常都把病毒当作导致机体发生病变的“病原体”,但它们总该有什么“天敌”吧。

论文一作John DeLong也这样讲道:

病毒主要由核酸,大量的氮和磷组成,没有生物“吃”它们这不合理。

为了验证这个猜想,他们经过3年的研究,收集了池塘水样本并观察各种微生物种群规模,终于发现了一种特殊的以病毒为食的微生物——Halteria。

具体是如何发现的,一起来看~

第一种主动食用病毒的生物

由于病毒可以说无处不在,许多生物在进食时不可避免地会把病毒一起吞下去。

但本次研究想要确认的是:是否有生物会去主动吞噬病毒?

从理论上讲,病毒中包含的核酸、大量的氮和磷,是能作为微生物的营养成分使用的。

为此,研究人员去附近的池塘采集了水样,回到实验室分离出不同微生物,然后加入了大量的氯病毒——一种广泛存在于淡水中的绿藻病毒。

接下来几天,他们跟踪了氯病毒和其它微生物的种群规模,观察后者是否在消化掉前者。

△显微镜下的氯病毒颗粒

结果显示,他们观测到一种名为Halteria的微生物在疯狂吞食病毒并茁壮成长:

在不含有其它食物来源的水样本中,Halteria的数量在两天内增加了15倍,而氯病毒的含量下降到了原来的百分之一。

与之形成对比的是,在没有病毒的对照组中,Halteria的数量并没有增加。

在后续实验中,研究者还用绿色荧光染料标记了氯病毒DNA,结果发现Halteria的液泡(微生物的胃)很快开始发出绿色的光,这也进一步证实了Halteria确实在不断消耗病毒。

这种会主动进食病毒的微生物“Halteria”是一种常见的原生生物属,以其毛发状纤毛推动其在水中飞行而闻名,是纤毛虫的一种。

研究者在论文中也提到,Halteria是第一种已知的主动进食病毒的生物,但不太可能是唯一一种,该团队还把这类生物统一命名为“virovore”。

在室内的实验完成后,他们后续会继续探索这一现象在野外发生的证据。

改变当前的生态系统模型

发现了这样一种专门以病毒为食的生物,然后呢?

在谈有什么用之前,我们先梳理一下Halteria这类生物在整个生态系统中的运作原理。

在当前的生态模型中,存在着一种“病毒分流”的假说。

所谓分流,就是病毒会感染部分细菌,使它们的数量减少,进而降低细菌在微生物环中的能量物质传输。

换句话说,就是病毒会阻碍细菌中的能量和物质走向上游食物链。

△图源:中研院

但现在,Halteria的出现,打破了这一平衡,它专门以病毒为食,并且属于原生生物,会被其他浮游生物所消耗。

这样一来,在水生食物链中,原生动物获得物质与能量的途径有三个:

通过捕食食物链中的浮游植物;

微生物环中的细菌;

直接“食用”病毒。

换句话讲,病毒并不完全会阻碍细菌中的能量和物质走向上游食物链。反而它还会被原生动物食用,进而能量和物质继续在上游食物链中流动。

那再进一步来说,“病毒分流”的假说自然也就不再适用了。

更重要的是,Halteria种群的存在,可能还会使当前的食物网和生态系统模型发生相应的变化,因为在这之前它并不会涉及到病毒和其消费者之间的营养及能量联系。

除此之外,Halteria的存在也不仅仅止于改变当前的生态系统模型。

论文作者DeLong还表示如果Halteria“食用”病毒在大规模范围发生,会彻底改变人们对全球碳循环的看法:

在实验中,每个Halteria食用一万至百万个病毒,那一个池塘中的Halteria则会使用百万亿以上的病毒,

如果粗略估计一下有多少病毒,有多少纤毛虫,有多少水,就会得出有多少能量向食物链上游运动。

值得一提的是,还有网友表示,既然存在可以食用病毒的生物,那是不是预示着会有一种新技术的出现,用来消除人体内的病毒。

不过,病毒的进化速度是远远超过Halteria这类真核生物的,能否用于治疗病毒感染还未可知。

话说回来,你对Halteria这个能够“食用”病毒的生物怎么看?

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