关键要点

• 病毒是蛋白质包裹的遗传物质，只能在宿主内复制。
• 在第一项此类研究中，研究人员报告说，某些微生物可以吃病毒，并通过仅病毒饮食来增加种群。
• 这种新发现的摄食策略被称为“virivory”，为食物网增加了一层新的复杂性。

病毒被误解了。在 COVID 大流行的阴影下，很少有人善待这些蛋白质包裹的遗传物质杂乱无章，它们跨越了生物和非生物之间的模糊联系。

尽管病毒与生物体有一些共同的特征，比如拥有基因组和复制能力，但它们并不能自我维持。换句话说，为了繁殖，病毒依赖于感染宿主细胞。病毒不以这些细胞为食——事实上，病毒没有新陈代谢——它们只是劫持和重新编程宿主细胞，成为产生更多病毒颗粒的微型工厂。在此过程中，它们经常对宿主造成损害或死亡。

但是，如果一种病毒能够维持而不是消灭整个人口呢？

在发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一篇新论文中，研究人员报告了微生物可以通过食用病毒来维持自身并增加种群的证据。这一突破性发现首次证明了“virivory”——一种仅针对病毒的饮食。

生态系统中的病毒

尽管病毒体积小，但它们会对生态系统产生深远的影响。通过导致宿主死亡，通常是大规模的，病毒可以影响哪些生物存活和哪些灭亡。许多生态学家甚至认为病毒是一种捕食者，栖息在食物链的顶端（尽管如前所述，病毒不会像对待“食物”一样对待宿主）。

内布拉斯加大学的约翰·德龙（John DeLong）是该研究的主要作者，他想知道病毒是否可能像其他捕食者一样成为其他东西的猎物。德龙想到了一组特定的病毒。2016年，他参与了调查氯病毒（感染淡水系统中藻类的病毒）的开创性研究。德龙认为，鉴于淡水中富含氯病毒，一定有什么东西在消耗它们。

“一切都应该想吃掉它们...肯定有一些东西会学会吃这些非常好的原材料，“德龙在一份声明中说。事实上，病毒是一种健康的零食。它们含有大量的氨基酸，以及氮和磷——这是丰盛饮食的基石。

寻找食草人

为了进行调查，德龙和他的团队设计了一个简单的研究设计。他们在内布拉斯加大学附近收集了池塘水样本。他们分离出他们认为可能消耗病毒的不同微生物，并只在混合物中添加叶绿病毒，因此微生物只会将病毒作为潜在的食物来源。然后，他们等着看谁的人口数量增加了。

最终，研究人员将他们的注意力缩小到淡水生态系统中常见的两个原生生物属，Halteria和Paramecium。 由于这些微生物与氯病毒栖息在相同的栖息地，因此它们似乎已经进化出一种将病毒作为食物食用的方法。如果研究人员能够证明微生物是通过食用氯病毒来生长的，他们将有令人信服的证据证明这些原生生物可以通过一种充满活力的生活方式来维持自己。

在两天之内，Halteria和Paramecium都将氯病毒的丰度降低了100倍，但只有Halteria的数量增加了15倍。Halteria将消耗的胆病毒质量的约17%转化为自己的新质量，这一值与原生生物将细菌作为食物食用时报告的值相似。此外，研究人员估计，每个Halteria细胞每天吃掉大约10，000至1，000，000种病毒。放大后，这意味着单个池塘中的纤毛虫每天可以在一个小池塘中消耗十千万亿个病毒。

该团队还用绿色荧光染料标记了病毒DNA。在适当的照明下，可以看到液泡（有点像原生生物体内的微型“胃”）含有氯病毒。

学分：JP DeLong 等人，PNAS，2023 年

食物链中的新环节

食物网分析旨在了解能量如何在生态系统中从一个生物体流向另一个生物体。每个食物链代表营养和能量在生态系统或更广泛的食物网中移动时可以采取的一种路径。以前，食物网分析假设病毒中包含的资源 - 碳，氮和磷 - 将保持隔离，不会在食物网内向上移动。换句话说，我们假设病毒“藏匿”了颗粒中的营养物质，这是其他任何东西都无法吃的。但这个实验表明，这个假设可能是不正确的。正如作者所写，这种“病毒衍生的能量”可能会通过水生食物网向上移动并影响其结构和动态。

像Halteria这样的原生生物存在于食物链的底部，是浮游动物的重要猎物。原生生物和浮游动物共同代表了生物量的很大一部分，并为食物网贡献了大量的能量。目前的模型不包括病毒与其消费者之间的营养联系，因此忽略了关键的相互作用，并错误地计算了整个给定生态系统中能量的营养转移。

自研究完成以来，DeLong和他的团队发现了其他纤毛虫，这些纤毛虫可以在仅病毒饮食中茁壮成长。然而，研究人员仍然需要证明野外实验室外存在virivory。如果是这样，这一发现可能会彻底改变我们对微生物生态系统的理解。