Теперь, когда мы являемся заложниками вируса вот уже в течение восьми месяцев, которые кажутся нам восемью годами, многие из нас наверняка порадуются, узнав, что существует место, где вирусы — это те существа, которые должны беспокоиться о социальном дистанцировании, и это место — океан.
Поэтому трудно представить, чтобы такая орда смогла избежать кулинарного внимания со стороны другой морской живности. У вирусов также есть некоторые особенности, которые делают их потенциально вкусными. По сравнению с клеточными формами жизни они богаты фосфором и азотом, что делает их питательными.
Однако долгое время считалось, что морские вирусы выполняют только одну функцию: убивают, превращая живых существ в дрейфующую биомассу. Но недавний отчет в журнале Frontiers in Microbiology показал, что может произойти и обратное: вирусы могут являться пищей для микробов. До сих пор никто всерьез не считал вирусы потенциальным «продуктом питания». Хотя по крайней мере пять предыдущих исследований предполагали, что микробы могут охотиться на вирусы, до этого последнего отчета никто не отслеживал, насколько широко распространен или важен этот процесс на самом деле.
Вот так выглядит один из потребителей вирусов — Picozoa.
Группа американских и испанских ученых решила проверить это путем скрининга (комплексного обследования) клеток морских микробов на предмет связанных вирусных генов. Рассматриваемые микробы не были бактериями или археями, простейшими клетками. Скорее, это были протисты: крошечные формы жизни, которые, подобно своим гораздо более крупным кузенам, известным как растения и животные, имеют сложную клеточную структуру с органеллами, в которых размещается ДНК, производится энергия и выполняются множество других функций жизнедеятельности.
Эта команда проанализировала множество протистов из проб воды из залива Мэн и Средиземного моря. Вирусные гены были обнаружены вместе с 51 процентом клеток протистов из залива и 35 процентами из моря. Две группы протистов, Picozoa и Choanozoa, оказались всегда связаны с вирусами и содержали гораздо больше вирусных последовательностей на клетку, чем другие группы.
Хотя Picozoa и Choanozoa не видны людям, они важны и распространены в океане. Picozoa крохотны даже в сравнении с другими протистами, по размерам они схожи с бактериями. Эти существа, несмотря на то, что они достаточно плодовиты, чтобы составлять половину биомассы бедных питательными веществами прибрежных вод, были совершенно новыми для науки по состоянию на 2007 год. Choanozoa, также называемые хоанофлагеллятами, являются ближайшими из ныне живущих родственников животных, у них есть хвост, с помощью которых они перемещаются и захватывают добычу. Они тоже крошечные, но по оценкам, ежедневно фильтруют немалые 10-25 процентов прибрежных поверхностных вод.
В новом исследовании у Choanozoa в среднем получилось насчитать 28 вирусных последовательностей на клетку; у Picozoa около шести. Чем можно объяснить присутствие этих вирусов у большинства изученных протистов?
Choanozoa — еще одни любители закусить вирусами.
В исследовании большинство обнаруженных вирусов были почти идентичными, некоторые были специфичными для конкретных протистов, а многие вообще инфицировали только бактерии. Также была обнаружена новая и несколько загадочная группа под названием CRESS-ДНК-вирусы, хозяева которых весьма разнообразны. У них тоже были почти идентичные последовательности.
По словам авторов, предположение, что почти идентичные вирусы заражали все разнообразие клеток, изученное в этом отчете, означало бы, что некоторые вирусы способны заражать организмы разных видов, что дает охват уровня жертв чуть ниже царства. Ни один известный вирус не может этого сделать.
Какие есть другие альтернативы? Возможно, вирусы внедрились в геномы протистов — например, этим знаменит вирус ветряной оспы (он может проявиться снова через годы после первоначального заражения в виде опоясывающего лишая). Многие другие вирусы могут в конечном итоге стать постоянными жителями генома своего хозяина, что с вирусной точки зрения идеально, так как дает бессмертие без постоянных попыток найти нового владельца. Но обнаруженные почти идентичные последовательности снова опровергают это, потому что случайные мутации в вирусах, изолированных в определенных геномах, должны приводить к разнообразию последовательностей.
Возможно, вирусы попали в протистов, потому что те поедали бактерии, которые оказались заражены вирусами? Но многие из протистов содержали вирусные гены без каких-либо следов бактериальных генов. Возможно, есть что-то на клеточных оболочках Picozoa и Choanozoa, что делает их особенно уязвимыми для вирусов? Авторы утверждают, что способ питания этих протистов делает поглощение вирусов вероятнее заражения.
Диаграмма показывает связи между вирусами (внутренний круг), протистами (средний круг) и одиночными вирусными последовательностями (внешний круг). Такое разнообразие связей намекает, что дело тут не в заражении, а в поедании.
По сути они едят все, что на них наткнулось и что они могут «прожевать». Поскольку предыдущие исследования показали, что Picozoa и Choanozoa, безусловно, способны потреблять вирусы, массовое присутствие в их клетках вирусных последовательностей предполагает, что именно этим активно и занимаются протисты.
Picozoa и Choanozoa, возможно, также не уникальны в своих привычках питания. Несколько других групп протистов в этом исследовании также содержали больше вирусных последовательностей, чем можно было ожидать случайно, но, поскольку эти другие протисты питаются разными способами, авторы воздержались от выводов об употреблении ими вирусов.
Оглядываясь назад, можно сказать, что неудивительно, что чрезвычайно многочисленные беззащитные дрейфующие вирусные «вкусняшки» из белка и нуклеиновой кислоты будут кем-то поедаться. В документе, опубликованном в этом году в Scientific Reports, показано, что морские губки чрезвычайно эффективны в удалении вирусов из морской воды, и сделан вывод, что, возможно, они тоже поедают вирусы.
Протисты ... губки ... сколько еще существ имеют пищевые пирамиды, содержащие вирусы? Может ли это быть нам как-то полезно? Мы еще не знаем. Но, пока мы находимся во власти одного вируса, приятно думать о легионах других, встречающих свои конец в желудках протистов.
