Ешьте или будьте съедены: это закон матери-природы, который связывает все уголки биосферы в разветвленную сеть производителей, потребителей, детритофагов и падальщиков.
Кажется, на каждом углу, кроме одного. Что, черт возьми, вирусами?
Возможно, ученые только что нашли ответ.
Учитывая тот факт, что вирусная биомасса, 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 организм поглощает и переваривает частицы вириона для получения энергии или их элементарных питательных веществ.
Два типа одноклеточных организмов, обнаруженные дрейфующими в водах залива Мэн у побережья Северной Америки, могут быть первыми настоящими вирофагами, известными науке.
Исследователи идентифицировали насекомых-вредителей после просеивания почти 1700 клеток планктона, собранных в водах залива и Средиземного моря, и амплификации ДНК внутри каждой клетки для создания индивидуализированных 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 Gulf 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, известные как choanozoans и picozoans, как собранные из прибрежных вод Северной Америки, выделялись немного необычно.
Во-первых, во многих случаях в поле зрения не было ни капли бактериальной ДНК. Без каких-либо признаков бактериального бранча 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, поэтому трудно утверждать, что виновата инфекция.
Хотя доказательства того, что диета состоит из вирусных закусок, можно считать косвенными, это похоже на обнаружение темных крошек, вытирающих пыль на пальцах вашего малыша возле пустой коробки из-под Oreos. Никто не будет обвинять вас в подозрительности.
«Вирусы богаты фосфором и азотом и потенциально могут быть хорошим дополнением к богатой углеродом диете, которая может включать в себя клеточную добычу или богатые углеродом морские коллоиды», — говорит ученый-биоинформатик Джулия Браун из Лаборатории наук об океане Бигелоу.
Для пикозоа это открытие могло бы помочь разгадать загадку того, чем питается безумно 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 иметь серьезные последствия для того, как мы моделируем поток питательных веществ через экосистему.
Ожидается, что питательные вещества, содержащиеся в бактериях и простейших, будут продвигаться вверх по пищевой цепочке, поскольку крошечные предметы съедаются более крупными.
Препятствие в этом процессе называется вирусным шунтом. Зараженные вирусами, эти клетки могут разорваться до того, как их съедят, посылая снег органического вещества в глубину.
Далеко внизу, на дне океана, этот шунт ускоряется, вирусы с жадностью пробираются через прокариот, не позволяя разнообразным пищевым цепочкам образоваться в холодной, чернильной темноте.
Знание того, что ситуация изменилась и прокариоты кусаются, может потребовать некоторой корректировки чисел, описывающих, как происходит этот процесс.
«Удаление вирусов из воды может уменьшить количество вирусов, доступных для заражения других организмов, а также перемещать органический углерод в вирусных частицах выше по пищевой цепи», — говорит Браун .
Это исследование было опубликовано в Frontiers in Microbiology .
