美国内布拉斯加大学林肯分校研究人员的一项新研究表明,一种淡水浮游生物已成为第一种以病毒为食而繁衍生息的生物体。
经常被多种生物体偶然消耗,甚至可能被给饮食调味某些海洋原生生物。但要成为食物链中真正的一步(被称为病毒),病毒应该为其消费者提供大量的能量或营养。
微生物哈尔特里亚是一种常见的原生生物属,它的毛发状纤毛推动它在水中游动。纤毛虫的实验室样本不仅消耗了添加到其环境中的氯病毒,巨型病毒加油的哈尔特里亚的增长并增加了人口规模。
在野外广泛食用氯病毒的连锁反应可能会对碳循环产生深远的影响。众所周知,氯病毒会感染微小的绿藻,导致宿主破裂,将碳和其他营养物质释放到环境中——大量的病毒吞噬可能会限制这一过程。
“如果你粗略估计有多少病毒、有多少纤毛虫以及有多少水,就会得出食物链上的大量能量运动,”生态学家约翰·德隆说,来自内布拉斯加大学林肯分校。
“如果这种情况以我们认为可能的规模发生,它应该彻底改变我们对全球碳循环的看法。”
研究制作已经三年了,其基础是这样的想法:水中存在的大量病毒和微生物很可能导致前者被后者吃掉——尽管数量并不多以前的研究科学家们可以参考。
如果你是一个想要进食的有机体,那么病毒内部就有一些好东西,包括氨基酸、核酸、脂质、氮和磷。研究人员推断,肯定会有一些东西想用它来做一顿饭。
研究小组收集了池塘水样,并向其中添加了氯病毒,看看是否有物种将这些病毒视为食物而不是威胁。这导致他们哈尔特里亚和草履虫,两者都在水中茁壮成长。
虽然草履虫尽管以病毒为食,它的大小和数量几乎没有变化。哈尔特里亚另一方面,以它们为食,使用氯病毒作为营养来源。两天内纤毛虫的数量增长了约 15 倍,而人口锐减一百倍。
“起初,这只是一个建议,即有更多的[哈尔特里亚有机体],”德隆说。 “但它们足够大,我实际上可以用移液器吸头抓住一些,将它们放入干净的一滴中,然后能够数出它们。”
在将氯病毒 DNA 引入两种类型的浮游生物之前,使用荧光绿色染料对其进行标记。这证实了病毒正在被吃掉:液泡(相当于微生物的胃)因进食而发出绿光。
进一步分析表明,增长哈尔特里亚与氯病毒的下降相比,水生环境中其他微观捕食者与猎物关系的比率相匹配,为研究小组提供了更多证据来证明正在发生的事情。
这里还有很多东西需要探索。接下来,研究人员希望了解食病毒动物如何影响食物网、物种进化以及种群的恢复力。但在此之前,他们需要收集野外发生的证据。
“我有动力去确定这是否奇怪,或者是否合适,”德隆说。 “这并不奇怪,只是没人注意到而已。”
“现在我们必须去查明这在本质上是否属实。”
该研究发表于美国国家科学院院刊。