Инфузории выжили и размножились на вирусной диете

Пресноводные инфузории Halteria sp. выжили и размножились на вирусной монодиете. Это может означать, что вирусы влияют на трофические цепи сильнее, чем считалось прежде. Статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые обычно смотрят на вирусы как на патогены, однако вирусы участвуют еще и в экосистемных процессах. Например, лизируют микроорганизмы, в результате чего высвобождаются питательные органические вещества. Эти вещества не съест планктон или рыба, однако их смогут съесть гетеротрофные бактерии — и таким образом они снова включатся в пищевые цепочки. Этот процесс называют вирусным шунтом.

Кроме того, вирусов много и они есть почти везде — поэтому и крупные животные, и невидимые глазу микроорганизмы могут поедать вирусы случайно — вместе с водой, частицами листьев и почвы. Считается, что вирусы, хоть и содержат аминокислоты и липиды, совсем некалорийны, и только в больших количествах (возможно) могут повлиять на динамику популяций видов, которые их едят. Но до сих пор не было известно ни о демографических последствиях такой диеты, ни о животных, которые могут выжить, питаясь только вирусами.

Исследователи из Университета Небраски в Линкольне под руководством Джона Делонга (John DeLong) обнаружили, что инфузория Halteria sp. может расти и размножаться только на вирусах, без других источников питания. Ученые поместили два вида растительноядных инфузорий — Halteria sp. и Paramecium bursaria — в чашки Петри и добавили туда же вирусный концентрат, содержащий живые хлоровирусы — патогены микроскопических зеленых водорослей. Затем они наблюдали, что будет происходить с популяциями простейших и с вирусами.

Популяция хальтерий, которых оставили в капле воды, где кроме вируса есть было нечего, за два дня выросла в 15 раз, а вирусов там стало в 100 раз меньше. В контрольной чашке без вирусов популяция Halteria не росла. Численность инфузорий Paramecium не увеличивалась ни с вирусами, ни без них. Затем ученые пометили вирусы флуоресцентным красителем: клетки Halteria через некоторое время тоже засветились.

Исследователи отмечают, что динамика численности Halteria и хлоровирусов согласуется с моделью трофического взаимодействия «хищник-жертва». Каждая гальтерия в эксперименте съедала примерно от 10⁴ до 10⁶ вирионов в день. Возможно, в небольшом пруду одна инфузория может потреблять до 10¹⁶ вирионов в день. Примерно 17 процентов съеденной массы преобразовалось в собственную массу инфузорий — это сравнимо со средними оценками для водного зоопланктона (от 10 до 30 процентов).

Результаты предполагают, что влияние вирусов на экосистемы выходит за рамки вирусного шунта: некоторые инфузории могут съедать достаточно вирусных частиц, чтобы стимулировать рост популяции на уровне, аналогичном росту простейших в целом. А дальше этих инфузорий может поглотить зоопланктон — то есть вирусы сами по себе могут быть источником энергии, которая распространяется вверх по пищевым цепям.

Совсем недавно ученые описали новую супергруппу одноклеточных хищных эукариот, которую назвали Provora — от латинского глагола «vorare» — пожирать. Эти микроорганизмы едят других одноклеточных эукариот, а живут в основном в соленой воде.