Морские протисты хоано- и пикозои, вероятно, питаются вирусами: исследование

Вирусы существуют в астрономических количествах повсюду на Земле. Несмотря на их обилие и богатство питательными веществами, не было известно организмов, использующих вирусы в пищу. В Frontiers in Microbiology опубликованы первые убедительные доказательства, что две экологически важные группы морских протистов — хоанозои и пикозои — являются "вирусоядными", захватывая "добычу" посредством фагоцитоза.

"Наши данные показывают, что многие клетки протистов содержат ДНК разнообразных неинфекционных вирусов, но не бактерий. Это сильное свидетельство того, что они питаются именно вирусами. Эти выводы противоречат преобладающим взглядам на роль вирусов и протистов в морских пищевых сетях", — говорит автор-корреспондент доктор Рамунас Степанаускас.

Исследователи взяли пробы поверхностной морской воды в двух местах: в заливе Мэн (США) в июле 2009 года и в Средиземном море у побережья Каталонии (Испания) в январе и июле 2016 года. Они использовали методы одноклеточной геномики для секвенирования общей ДНК 1698 индивидуальных протистов. Каждый полученный Single Amplified Genome (SAG) состоял из генома одного протиста, возможно, с ассоциированной ДНК от симбионтов, поглощённой добычи или вирусов.

Исследователи обнаружили различные группы протистов: альвеолят, страменопил, хлорофит, церкозоев, пикозоев и хоанозоев.

• Бактериальная ДНК была ассоциирована с 19% SAG из залива Мэн и 48% из Средиземного моря, что указывает на питание бактериями.
• Вирусные последовательности встречались чаще: в 51% SAG из залива Мэн и 35% из Средиземного моря, с частотой 1–52 типа вирусов на протист. Большинство были от вирусов, инфицирующих бактерии.

Однако хоанозои и пикозои (обнаруженные только в пробе из залива Мэн) отличались. Эти малоизученные группы не имеют хлоропластов.

• Хоанозои (3–10 μm, также известные как хоанофлагеллаты) представляют большой эволюционный интерес как ближайшие живые родственники животных и грибов.
• Крошечные пикозои (до 3 μm) были открыты 20 лет назад. Их пищевой аппарат слишком мал для бактерий, но достаточен для вирусов (большинство <150 nm).

Каждый SAG хоанозоев и пикозоев был ассоциирован с вирусными последовательностями (бактериофаги, CRESS-ДНК вирусы), но в основном без бактериальной ДНК. При этом одни и те же вирусные последовательности обнаруживались у множества разных видов.

"Маловероятно, что эти вирусы способны инфицировать всех протистов, в которых они были найдены", — отмечает соавтор доктор Джулия Браун.

Авторы делают вывод, что хоанозои и пикозои, вероятно, регулярно поедают вирусы.

"Вирусы богаты фосфором и азотом и могут быть хорошей добавкой к богатой углеродом диете. Удаление вирусов из воды может сократить их количество, доступное для заражения других организмов, и одновременно переносить органический углерод из вирусных частиц выше по пищевой цепи", — говорит Браун.