Получены первые убедительные доказательства существования организмов, которые питаются вирусами

Ешьте или будьте съедены: это закон природы, который связывает все уголки биосферы в разветвленную сеть производителей, потребителей, детритофагов и падальщиков.

Но что можно сказать о вирусах?

Возможно, ученые только что нашли ответ.

Учитывая тот факт, что вирусная биомасса, населяющая нашу планету, дрейфующая в атмосфере и плавающая в наших океанах, может легко добавить десятки миллионов тонн углерода, удивительно отсутствие жизни, которая питается этой щедростью.

Если говорить технически, есть вирусы, которые эволюционировали, чтобы конкурировать с другими вирусами, лишив их органических строительных блоков.

Но до сих пор не было убедительных доказательств того, что существуют  организмы поглощающие частицы вирусов для получения энергии или элементарных питательных веществ.

Два типа одноклеточных организмов, обнаруженные дрейфующими в водах залива Мэн у побережья Северной Америки, могут быть первыми настоящими вирофагами, известными науке.

Ученые идентифицировали вирофаги после просеивания почти 1700 клеток планктона, собранных в водах залива и Средиземного моря, и амплификации ДНК внутри каждой из них для создания индивидуальных геномных библиотек.

Многие из последовательностей, как и следовало ожидать, принадлежали самому организму.

Около половины библиотек, проанализированных из средиземноморского образца, содержали последовательности, связанные с бактериями, которые, вероятно, были съедены планктоном. Для образцов, взятых из залива Мэн, эта цифра составляла примерно 19 процентов.

Несколько чаще встречались вирусные последовательности. В выборке половина библиотек содержала фрагменты генов от 50 или более различных вирусов. В средиземноморской выборке она была ближе к трети выборки.

Большинство вирусных последовательностей, по-видимому, принадлежат бактериофагам — патогенам, которые вторгаются и размножаются внутри бактериальных клеток.

Бактерии являются обычным источником пищи для морских простейших, поэтому обнаружение, что их обед был заранее инфицирован, не является большим сюрпризом.

Но представители, принадлежащие к группам, известным как хоанозойны и пикозойны, которые были собраны в водах Северной Америки, выделялись как несколько необычные.

Во-первых, во многих случаях в поле зрения не было ни капли бактериальной ДНК. Без каких-либо признаков бактериального следа трудно понять, как гены бактериофагов могли оказаться внутри клеток планктона.

Еще более убедительным является то, что два совершенно разных типа простейших имеют почти идентичные вирусные последовательности.

«Вирусы богаты фосфором и азотом и потенциально могут стать хорошим дополнением к богатой углеродом диете, которая может включать в себя клеточную добычу или богатые углеродом морские коллоиды», — говорит ученый Джулия Браун из Лаборатории наук об океане «Бигелоу».

Это открытие могло бы помочь разгадать загадку того, чем питается очень маленький организм длиной всего в несколько микрометров. Обнаруженные чуть более десяти лет назад, исследователи с тех пор пытаются выяснить их место на дереве жизни.

Учитывая, что оба типа простейших являются «космополитическими членами сообществ морских протистов», диета с бактериофагами может помочь ученым построить модель потока питательных веществ через экосистему.

Ожидается, что питательные вещества, содержащиеся в бактериях и простейших, будут продвигаться вверх по пищевой цепочке, поскольку крошечные организмы съедаются более крупными.

Препятствие в этом процессе называется вирусным шунтом. Зараженные вирусами, эти клетки могут погибнуть до того, как их съедят.

Далеко внизу, на дне океана, этот шунт ускоряется, вирусы пробираются через прокариот, не позволяя разнообразным пищевым цепочкам образоваться в холодной темноте.

Знание того, что ситуация изменилась и прокариоты кусаются, может потребовать некоторой корректировки, описывающей, как происходит этот процесс.

«Удаление вирусов из воды может уменьшить их количество, участвующих в заражении других организмов, а также перемещать органический углерод в вирусных частицах выше по пищевой цепи», — говорит Браун.

Исследование было опубликовано в Frontiers in Microbiology.

Источники: Фото: iLexx/iStock/Getty Images