科學家首次發現專吃病毒生物是什么

科學家首次發現專吃病毒生物是什么_病毒和細菌的區別

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科學家首次發現專吃病毒生物是什么?

頂級“捕食者”——病毒，也遇上對手了!

科學家們發現了第一種專以病毒為食的生物，目前該研究已登上PNAS。

研究團隊表示，這個驚人的發現不僅可能會改變人們既有認知的生態模型，甚至還會影響人們對全球碳循環的看法。

至于是怎么發現這類生物的，還要歸功到研究人員對“平衡”的執著追求。

在以往，人們通常都把病毒當作導致機體發生病變的“病原體”，但它們總該有什么“天敵”吧。

論文一作John DeLong也這樣講道：

病毒主要由核酸，大量的氮和磷組成，沒有生物“吃”它們這不合理。

為了驗證這個猜想，他們經過3年的研究，收集了池塘水樣本并觀察各種微生物種群規模，終于發現了一種特殊的以病毒為食的微生物——Halteria。

具體是如何發現的，一起來看～

第一種主動食用病毒的生物

由于病毒可以說無處不在，許多生物在進食時不可避免地會把病毒一起吞下去。

但本次研究想要確認的是：是否有生物會去主動吞噬病毒?

從理論上講，病毒中包含的核酸、大量的氮和磷，是能作為微生物的營養成分使用的。

為此，研究人員去附近的池塘采集了水樣，回到實驗室分離出不同微生物，然后加入了大量的氯病毒——一種廣泛存在于淡水中的綠藻病毒。

接下來幾天，他們跟蹤了氯病毒和其它微生物的種群規模，觀察后者是否在消化掉前者。

△顯微鏡下的氯病毒顆粒

結果顯示，他們觀測到一種名為Halteria的微生物在瘋狂吞食病毒并茁壯成長：

在不含有其它食物來源的水樣本中，Halteria的數量在兩天內增加了15倍，而氯病毒的含量下降到了原來的百分之一。

與之形成對比的是，在沒有病毒的對照組中，Halteria的數量并沒有增加。

在后續實驗中，研究者還用綠色熒光染料標記了氯病毒DNA，結果發現Halteria的液泡(微生物的胃)很快開始發出綠色的光，這也進一步證實了Halteria確實在不斷消耗病毒。

這種會主動進食病毒的微生物“Halteria”是一種常見的原生生物屬，以其毛發狀纖毛推動其在水中飛行而聞名，是纖毛蟲的一種。

研究者在論文中也提到，Halteria是第一種已知的主動進食病毒的生物，但不太可能是唯一一種，該團隊還把這類生物統一命名為“virovore”。

在室內的實驗完成后，他們后續會繼續探索這一現象在野外發生的證據。

改變當前的生態系統模型

發現了這樣一種專門以病毒為食的生物，然后呢?

在談有什么用之前，我們先梳理一下Halteria這類生物在整個生態系統中的運作原理。

在當前的生態模型中，存在著一種“病毒分流”的假說。

所謂分流，就是病毒會感染部分細菌，使它們的數量減少，進而降低細菌在微生物環中的能量物質傳輸。

換句話說，就是病毒會阻礙細菌中的能量和物質走向上游食物鏈。

△圖源：中研院

但現在，Halteria的出現，打破了這一平衡，它專門以病毒為食，并且屬于原生生物，會被其他浮游生物所消耗。

這樣一來，在水生食物鏈中，原生動物獲得物質與能量的途徑有三個：

通過捕食食物鏈中的浮游植物;

微生物環中的細菌;

直接“食用”病毒。

換句話講，病毒并不完全會阻礙細菌中的能量和物質走向上游食物鏈。反而它還會被原生動物食用，進而能量和物質繼續在上游食物鏈中流動。

那再進一步來說，“病毒分流”的假說自然也就不再適用了。

更重要的是，Halteria種群的存在，可能還會使當前的食物網和生態系統模型發生相應的變化，因為在這之前它并不會涉及到病毒和其消費者之間的營養及能量聯系。

除此之外，Halteria的存在也不僅僅止于改變當前的生態系統模型。

論文作者DeLong還表示如果Halteria“食用”病毒在大規模范圍發生，會徹底改變人們對全球碳循環的看法：

在實驗中，每個Halteria食用一萬至百萬個病毒，那一個池塘中的Halteria則會使用百萬億以上的病毒，

如果粗略估計一下有多少病毒，有多少纖毛蟲，有多少水，就會得出有多少能量向食物鏈上游運動。

值得一提的是，還有網友表示，既然存在可以食用病毒的生物，那是不是預示著會有一種新技術的出現，用來消除人體內的病毒。

不過，病毒的進化速度是遠遠超過Halteria這類真核生物的，能否用于治療病毒感染還未可知。

吃病毒的細胞叫什么?

吞噬細胞是體內具有防衛功能的細胞，主要包括大吞噬細胞和小吞噬細胞，均屬于白細胞，可通過吞噬進入人體的細菌、異物，以及身體壞死和凋亡的細胞，維持身體的正常生理功能。

大吞噬細胞主要包括血液中的單核細胞，以及單核-吞噬細胞系統中游走、固定的巨噬細胞，小吞噬細胞主要為血液中的中性粒細胞。當機體發生細菌感染時，中性粒細胞受到炎癥因子趨化，會聚集在感染部位釋放殺菌顆粒酶，將侵入機體的細菌殺滅，同時可清理病毒等微生物的殘余物質，此過程稱為中性粒細胞的吞噬作用，對人體的抗感染具有重要意義。此外，吞噬細胞可以將侵襲人體的病毒等微生物信息，傳遞至其他免疫細胞，并產生抗體，抗體與微生物結合使其失去致病能力，而單核-巨噬細胞系統中的巨噬細胞可以通過胞吞作用吞噬抗體與微生物結合后的復合物，并將其殺滅分解。

吞噬細胞對人體的免疫調控、免疫監控和免疫耐受過程，都具有重要調節作用。若免疫功能不全，致吞噬細胞功能減弱，可能會增加人體遭受細菌、病毒等微生物感染的風險。

病毒和細菌的區別

細菌和病毒的區別在于，細菌屬于原核生物，病毒是沒有細胞結構的特殊微生物，兩者在結構、大小、繁殖方式、化驗、治療等方面均存在差異。

1.結構:細菌是由完整細胞結構的原核生物。病毒中心結構為遺傳物質DNA或RNA，外部為蛋白質衣殼。

2.大小:一般細菌比病毒體積大，細菌以微米測量。病毒以納米或毫微米測量。

3.繁殖方式:細菌一般以二分裂的方式繁殖。病毒以復制的方式繁殖。

4.化驗:細菌感染后，血常規一般白細胞和中性粒細胞升高，并且血沉和C反應蛋白升高。病毒感染后，一般白細胞計數降低，淋巴細胞計數升高。

5.治療:細菌感染后可以根據藥敏實驗選擇敏感抗生素，如頭孢呋辛等頭孢菌素類抗生素、阿奇霉素等大環脂類抗生素、左氧氟沙星等喹諾酮類抗生素等。病毒感染后要用抗病毒藥物，如恩替卡韋、阿昔洛韋等治療。

細菌和病毒是完全不同的兩種微生物，感染后患者應該及時就診，對因治療，以免耽誤病情。