科学家首次发现专吃病毒生物,人类在病毒领域又有新发现了

  近日,美国内布拉斯加州大学林肯分校研究人员约翰·德隆称,他所在的研究团队于近日首次发现了有生物会把“病毒”作为“食物”。他们研究后发现,两种浮游生物——“Halteria”和“Paramecium”可以主动食用病毒并茁壮成长。

  人类在病毒领域又有新发现了!

  据科技日报消息,美国内布拉斯加州大学林肯分校的研究人员首次发现了有些生物会把“病毒”作为“食物”。

  他们研究后发现,两种浮游生物——“Halteria”和“Paramecium”可以主动食用病毒并茁壮成长,相关研究成果已经发表在《美国科学院院刊》上。

  据报道,由于大部分生物会不小心误食病毒,所以研究人员约翰突发奇想,想看看有没有生物专以病毒为食。“

  他表示:“(病毒)由非常好的东西组成的:核酸,大量的氮和磷”。

  他们在实验中收集了池塘水,一些池塘水加入了会感染绿藻的氯病毒,一些池塘水作为普通样本进行对照,通过荧光绿色染料标记氯病毒DNA,来检查食物链的“关系”。

  研究发现,“Halteria”在两天内就有明显成长的迹象,纤毛的种群在两天内增长了约15倍,而氯病毒含量则下降了100倍以上。而在没有氯病毒的对照样本中,“Halteria”与初始状态相差无几。

  “Paramecium”也有类似表现,同样把氯病毒作为营养来源。并且,标记在氯病毒DNA的荧光绿移动痕迹证实病毒被“吃掉”了。

  据报道,从科学上讲,这是人类第一次改变看待病毒的方式:病毒不仅是导致机体发生病变的“病原体”,还可以是自然界食物链中的一环。

  “专吃病毒”的生物

  据媒体报道,由于大部分生物会不小心误食病毒,约翰突发奇想,想要进一步研究,看看有没有生物专以病毒为食。“(病毒)由非常好的东西组成的:核酸,大量的氮和磷,”约翰说,“很多生物会吃任何它们能获取的东西。有些生物会学会如何吃这些非常好的原材料。”

  酝酿了三年后,约翰团队进行了实验。他们收集了池塘水,一些池塘水加入了会感染绿藻的氯病毒,一些池塘水作为普通样本进行对照。约翰团队还通过荧光绿色染料标记氯病毒DNA,来检查食物链的“关系”。

  “Halteria”淡水浮游生物研究发现,“Halteria”在两天内就有明显成长的迹象,纤毛的种群在两天内增长了约15倍,而氯病毒含量则下降了100倍以上。而在没有氯病毒的对照样本中,“Halteria”与初始状态相差无几。“Paramecium”也有类似表现,同样把氯病毒作为营养来源。并且,标记在氯病毒DNA的荧光绿移动痕迹证实病毒被“吃掉”了。

  “Halteria”是第一批被发现的食用病毒的生物,但不会是唯一一批。最新消息称,类似于“食草动物”的命名,这些新发现的“吃病毒的生物体”也有了新名字“virovore”。

  据报道,从科学上讲,这是人类第一次改变看待病毒的方式:病毒不仅是导致机体发生病变的“病原体”,还可以是自然界食物链中的一环。研究人员称,接下来,他们将继续研究病毒对食物链、物种进化等更大系统的影响。

  不仅是补全食物链

  一直以来,病毒似乎只感染并裂解杀死生物,而不会被生物当成食物,这看上去不合常理。因此生物学家一直在寻找噬食病毒的生物。

  据科技日报此前报道,中国海洋大学生命学院副教授梁彦韬在接受采访时介绍,1993年,加拿大科学家柯蒂斯·萨特尔院士课题组发现,病毒和相似尺寸的荧光颗粒物能够被原生生物捕食的现象,他们将病毒和小球用荧光标记,然后加入原生生物,检测海水中病毒和荧光小球被清除的速度,以反映病毒被原生生物捕食的效率,结果发现大颗粒病毒更容易被原生生物捕食和消化。并且病毒可能贡献了原生生物食物中0.2%—9%的碳、0.3%—14%的氮、0.6%—28%的磷。后续一些研究也发现,某些原生生物可以捕食病毒,并且可以在捕食细菌的同时将细菌体内和表面的病毒同步摄食到体内。但目前这方面的研究还非常有限。

  “目前发现,病毒主要是被进食‘器官’比较小的原生生物捕食。一般来说,病毒大小在100纳米左右,能吃病毒的原生生物进食‘器官’的大小是病毒大小的10倍左右。”梁彦韬说,此前其他科学家的研究发现,皮胆虫进食“器官”非常小,大小不足以吃下细菌,吃下病毒倒是绰绰有余。因此推测这类原生生物可能直接吞噬捕食病毒。

  “病毒含有丰富的磷和氮,或许能给皮胆虫和聚胞动物的伙食增添一些重要的营养元素。”美国毕格罗海洋科学实验室的生物信息学家朱莉娅·布朗指出,既然病毒不只消灭其它生物,还会反被其它生物消灭,那么在食物链中缺少的那一个节点,如今也能补上了。

  不过这次发现的意义真的仅仅是补全食物链吗?梁彦韬认为,发现病毒被捕食的现象和能够捕食病毒的原生生物,使人们对病毒重新进入比较高营养级的原生生物乃至经典的“藻类—原生生物—鱼类食物链”有了新的认识,这项最新研究将病毒被原生动物捕食这一新的途径命名为viral link,这个途径与之前对病毒生态作用的普遍认识(Viral shunt)有所不同。

  梁彦韬表示,此前病毒在海洋生物地球化学循环中的作用主要是通过裂解细菌和微藻,释放溶解有机物和无机物到海水中,而这些溶解有机物和无机物又可以被细菌和藻类重新利用,形成一个微食物环,从而减少有机营养向经典食物链的传输。而这个关于Viral link的新认识,不但可以增进人们对海洋中的微生物复杂相互作用和微食物环的认识,还可以使人们对海洋中碳、氮、磷、硫等元素的循环有新的认识。而海洋中的微生物显著影响着海洋的碳、氮、磷、硫等元素和能量循环,这不但对于维持生态系统的健康非常重要,还可以通过海洋碳汇的作用对全球气候变化产生影响。

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