全部

想不到它們的獵物 居然改寫了海洋食物鏈

來源:科技日報

作者:

2020-10-20 08:45:10

想不到它們的獵物 居然改寫了海洋食物鏈

本報記者 付麗麗

我們都知道,海洋中存在“藻類—原生生物—魚類”的經典食物鏈,一直以來,病毒似乎處於經典食物鏈之外,最近科學家終於發現了原生生物以病毒為食,從而讓病毒進入了經典食物鏈。

據媒體報道,在美國緬因州的海灣和地中海里,研究人員共採集了1698個原生生物樣本,並對這些樣本進行了DNA序列分析。他們採用了單細胞基因組分析,其測序結果可以説明微生物和病毒是否存在。結果表明,在51%的來自緬因海灣的原生生物樣本,以及35%的來自地中海的樣本中,都檢測到了病毒DNA,且在皮膽蟲和聚胞動物兩類原生生物的樣本中,每一個個體都含有病毒DNA。這使得科學家終於有證據證明噬食病毒的原生生物的確存在。其研究結果發表在《微生物學前沿》上。

這在業內被譽為是“改寫海洋食物鏈”的發現。那麼,什麼樣的生物以病毒為食,科學家是如何發現的,病毒為什麼對它們沒有傷害呢?

生物學家一直在尋找噬食病毒的生物

一直以來,病毒似乎只感染並裂解殺死生物,而不會被生物當成食物,這看上去不合常理。因此生物學家一直在尋找噬食病毒的生物。

中國海洋大學生命學院副教授梁彥韜在接受科技日報記者採訪時介紹,1993年,加拿大科學家柯蒂斯·薩特爾院士課題組發現,病毒和相似尺寸的熒光顆粒物能夠被原生生物捕食的現象,他們將病毒和小球用熒光標記,然後加入原生生物,檢測海水中病毒和熒光小球被清除的速度,以反映病毒被原生生物捕食的效率,結果發現大顆粒病毒更容易被原生生物捕食和消化。並且病毒可能貢獻了原生生物食物中0.2%—9%的碳、0.3%—14%的氮、0.6%—28%的磷。後續一些研究也發現,某些原生生物可以捕食病毒,並且可以在捕食細菌的同時將細菌體內和表面的病毒同步攝食到體內。但目前這方面的研究還非常有限。

“目前發現,病毒主要是被進食‘器官’比較小的原生生物捕食。一般來説,病毒大小在100納米左右,能吃病毒的原生生物進食‘器官’的大小是病毒大小的10倍左右。”梁彥韜説,此前其他科學家的研究發現,皮膽蟲進食“器官”非常小,大小不足以吃下細菌,吃下病毒倒是綽綽有餘。因此推測這類原生生物可能直接吞噬捕食病毒。

此次報道中,研究人員在多類不同原生生物的單細胞基因組中都檢測到了病毒DNA序列,尤其在聚胞動物和皮膽蟲兩類原生生物體中,病毒序列的數量比較高。此外,一個有趣的現象是,這兩類原生生物體內含有大量病毒DNA序列,細菌DNA序列卻較少。這就排除了“搭便車”的可能性——有些原生生物可能以細菌為食,病毒噬菌體會寄生在細菌中,從而隨着細菌被原生生物吃掉。

它們吃病毒為什麼沒被病毒反殺

“此前科學家們認為,原生生物可能通過吞噬的方式將細菌等微生物顆粒攝入體內,並在吞噬細菌、微藻的同時將它們細胞表面和細胞裏的病毒攝入體內。”梁彥韜説,而此次研究結果推測,皮膽蟲和聚胞動物兩類原生生物可能直接吞噬捕食病毒,這是獨立於病毒隨微生物被原生生物捕食以外的另一個原生生物捕食病毒的途徑。

説到此,可能有讀者會問,人類感染病毒都會生病,這些原生生物還把病毒吃下去,難道不會對它們產生危害嗎?想知道這個問題的答案,就需要了解一下病毒的生活習性了。

梁彥韜説,病毒是一類嚴格依賴宿主細胞專性寄生的生命形式,每類病毒都具有非常嚴格的宿主範圍,僅有非常少的病毒能夠跨不同種屬感染不同的生物。

海洋裏,每毫升海水中有上千萬個病毒,並且這些病毒的種類可能高達幾十萬種。但目前的研究表明,這些病毒絕大多數只感染細菌和微藻,而海洋中感染原生生物的病毒數量可能遠遠低於感染細菌和微藻的病毒。“因此,儘管這幾類原生生物可能攝食了非常多的病毒顆粒,但這些病毒大多數不是感染這類原生生物的病毒,所以不會對這些吃病毒的原生生物造成危害。”梁彥韜説。

不僅僅是食物鏈被補全這麼簡單

這是一個激動人心的發現。

“病毒含有豐富的磷和氮,或許能給皮膽蟲和聚胞動物的伙食增添一些重要的營養元素。”美國畢格羅海洋科學實驗室的生物信息學家朱莉婭·布朗指出,既然病毒不只消滅其它生物,還會反被其它生物消滅,那麼在食物鏈中缺少的那一個節點,如今也能補上了。

不過這次發現的意義真的僅僅是補全食物鏈嗎?梁彥韜認為,發現病毒被捕食的現象和能夠捕食病毒的原生生物,使人們對病毒重新進入比較高營養級的原生生物乃至經典的“藻類—原生生物—魚類食物鏈”有了新的認識,這項最新研究將病毒被原生動物捕食這一新的途徑命名為viral link,這個途徑與之前對病毒生態作用的普遍認識(Viral shunt)有所不同。

梁彥韜表示,此前病毒在海洋生物地球化學循環中的作用主要是通過裂解細菌和微藻,釋放溶解有機物和無機物到海水中,而這些溶解有機物和無機物又可以被細菌和藻類重新利用,形成一個微食物環,從而減少有機營養向經典食物鏈的傳輸。而這個關於Viral link的新認識,不但可以增進人們對海洋中的微生物複雜相互作用和微食物環的認識,還可以使人們對海洋中碳、氮、磷、硫等元素的循環有新的認識。而海洋中的微生物顯著影響着海洋的碳、氮、磷、硫等元素和能量循環,這不但對於維持生態系統的健康非常重要,還可以通過海洋碳匯的作用對全球氣候變化產生影響。

正如研究團隊表示,這項新結果並不是終點。知道有原生生物能以病毒為食,可以給人們提供“一個新的思考方向”。然而,這只是新研究方向的一個起點,要闡明病毒在海洋生態中的角色,仍需科學家大量的研究。

但能夠確定的是,就連“感染一切”的病毒,也會淪為小小單細胞生物的晚餐,在大自然的動態平衡中,沒有誰可以成為漏網之魚。

[責任編輯:楊凡、武雲泉]

想爆料?請登錄《陽光連線》( //minsheng.iqilu.com/)、撥打順豐集運倉地址熱線0531-66661234或96678,或登錄齊魯網官方微博(@齊魯網)提供順豐集運倉地址線索。齊魯網廣告熱線0531-81695052,誠邀合作伙伴。

面對疼痛莫當“忍者” 這些疼痛誤區您有嗎?

世界鎮痛日·中國鎮痛周主題發佈暨中日醫院疼痛醫學周·疼痛專科醫聯體大會開幕式近日在北京舉行。”中華醫學會疼痛學分會候任主任委員、南...[詳細]
中國順豐集運倉地址網 2020-10-19

貴州“非遺進景區”三大主題活動亮相中國丹寨非遺周

中新網10月19日電10月17日至25日,由文化和旅遊部非物質文化遺產司、資源開發司指導,中國非物質文化遺產保護協會主辦的首屆中國丹寨非遺周...[詳細]
中國順豐集運倉地址網 2020-10-19

金婚老人傳“相守祕訣”:家裏的事沒對錯 且行且珍惜

10月18日,西北師範大學舉行離退休職工金婚慶典。中新網蘭州10月19日電金婚老人臉上洋溢着幸福的笑容,攜手走上紅地毯,接受在場所有人的祝...[詳細]
中國順豐集運倉地址網 2020-10-19

秋日天宇“二重奏”:“星月童話”邂逅“超亮”火星

中新社南京10月14日電14日凌晨,金星“牽手”月亮,“金星合月”在萬眾期待中如約上演,不少出行早的公眾見證了這幕浪漫的“星月童話”。晚...[詳細]
中國順豐集運倉地址網 2020-10-14

90後品水師在網上火了:“品水”是個啥操作?

↑王蘭英“品水”受訪者供圖。不久前,成都環境集團所屬自來水公司的一位90後品水師就在網上火了。“我們平時的工作就是對生產過程中的水進...[詳細]
科技日報 2020-10-13

腰鼓綵綢舞文明

10月11日,山東省榮成市新時代文明實踐活動2020年腰鼓、綵綢大賽在市民文化廣場舉行,石島、人和、崖頭等全市20個代表隊1000多名婦女穿着美...[詳細]
《光明日報》 2020-10-13

“偏好”算法帶偏閲讀

“孩子抱着手機刷個不停像是中了毒”“刷抖音、看快手成了留守兒童最喜歡的娛樂活動”……網絡信息多樣、開放、共享,而一味迎合受眾的閲讀...[詳細]
半月談 2020-10-13

火星變地球,解鎖地球宜居之謎是關鍵

受探測技術手段的限制,“深地”仍是一個巨大的謎團。一個更形象地比喻是 如果把地球比作一個雞蛋的話,萬米深鑽連雞蛋皮都沒鑽破。“深地...[詳細]
科技日報 2020-10-12

科學家發現研究恆星演化關鍵天體

科學家發現研究恆星演化關鍵天體。一項最新研究表明此前由歐洲航天局的“蓋亞”探測器發現的天體是一顆共生星。研究人員認為,該天體是一顆...[詳細]
科技日報 2020-10-12

“秋乏”從何來 如何解秋乏?專家支妙招解惑

夏季天氣炎熱,人體大量出汗,即使沒有大病,身體也會有幾分虛弱。孫鳳霞分析,這主要受飲食起居及勞累過度影響。過度飲酒、過多食用生冷、...[詳細]
人民日報 2020-10-10

永遠難忘“一條大河波浪寬”(紀念中國人民志願軍抗美援朝出國作戰70週年)

永遠難忘“一條大河波浪寬”(紀念中國人民志願軍抗美援朝出國作戰70週年)。和她一起聊天的老人們大多不知道,這位年近九旬的老人,是電影《...[詳細]
人民日報 2020-10-09

黃河為幕古鎮為景 《如夢磧口》震撼首演

人民網呂梁9月28日電(麻潞)望黃河奔湧、聽商旅駝鈴、憶晉商傳奇、頌紅色精神、品磧口民俗。9月28日晚19 30,一場如夢如幻的實景旅遊演藝...[詳細]
人民網 2020-09-28
版權所有: 齊魯網 All Rights Reserved
魯ICP備09062847號 網上傳播視聽節目許可證1503009 互聯網順豐集運倉地址信息服務許可證3712006002
通訊地址:山東省濟南市經十路81號  郵編:250062
技術支持:山東廣電信通網絡運營有限公司