Maailmas on vähemalt kaht tüüpi elusolendeid, kes toituvad viirustest

 (4)
Maailmas on vähemalt kaht tüüpi elusolendeid, kes toituvad viirustest
Illustratiivne pilt viirusest (Foto: Pixabay / Arek Socha)

Viirusesööjad organismid on olemas!

Arvestades, et maapinda kattev, atmosfääris ringi hõljuv ja ookeanides hulpiv viirustelt pärinev biomass võib kokku hõlmata kümneid miljoneid tonne süsinikku, leidub üllatavalt vähe eluvorme, kes sellest küllusest toituvad.

On küll olemas viiruseid, mis on arenenud teiste viirustega konkureerima neilt orgaanilisi ehituskive röövides. Seni on aga puudunud arvestatavad tõendid organismide kohta, mis viirusosakesi energia või elementaarsete toitainete omandamise eesmärgil endasse neelavad ja seedivad.

Põhja-Ameerika idaranniku lähistelt Maine’i lahe veest leitud kaht tüüpi ainuraksed organismid võivad olla esimesed teadusele tuntud tõelised virofaagid ehk viirustest toituvad elusolendid.

Uurijad tuvastasid need pärast Maine’i lahest ja Vahemerest kogutud planktonirakkude sõelumist ning neist igaühe sees leidunud DNA võimendamist eesmärgiga koostada individualiseeritud genoteegid ehk nn genoomsed raamatukogud (ingl genomic library).

Analüüsid näitasid, et umbes pooled genoteekidest, mis koostati Vahemere veest kogutud proovide alusel, sisaldasid geenijadasid, mis seostusid planktoni poolt tõenäoliselt ära söödud bakteritega. Maine’i lahest kogutud proovide seas oli vastav osakaal vaid 19%.

Viiruste genoomijadade esinemissagedus oli samas suhteliselt suurem. Maine’i lahe proovides sisaldasid pooled genoteegid lõike rohkem kui 50 eri viiruse geenidest. Vahemere proovidekogumis küündis viiruselõike sisaldanud genoteekide osakaal u kolmandikuni kõigist proovidest.

Seotud lood:

Suurem osa viiruse-genoomijadasid paistis pärinevat bakteriofaagidelt — bakterirakkudesse tungivatelt ja iseennast neis paljundavatelt patogeenidelt.

Bakterid on mere-eluliste algloomade jaoks tavaline toitaineallikas, mistõttu avastus, et nende toidulaud oli enne toitumist nakatunud, pole eriline üllatus. Taksonoomilistesse üksustesse choanozoa ja picozoa kuuluvad isendid, mida mõlemat koguti Põhja-Ameerika idaranniku lähistelt, torkasid aga silma mõningase ebatavalisusega.

Esiteks puudus paljudel juhtudel proovidest täielikult bakterite DNA. Olukorras, kus bakteritest toitumisest märke pole, on bakteriofaagide geenide sattumine plaktonirakkudesse mõnevõrra mõistatuslik.

Veelgi kummastavam oli asjaolu, et kahe täiesti erineva algloomade hõimkonna esindajatel esines peaaegu täpselt ühesuguseid viiruse-genoomijadasid, mistõttu on keeruline nende esinemist selgitada nakatumisega.

„Viirustes leidub ohtral fosforit ja lämmastikku ning need võivad olla hea täiendus süsinikurikkale menüüle, mis võib hõlmata nii rakulisi saakorganisme kui ka suure süsinikusisaldusega merelisi kolloide,“ rõhutas USA-s Maine’i osariigis asuva H. B. Bigelow’ nimelise okeanoloogialaboratooriumi bioinformaatikateadlane Julia Brown.

Hõimkonda picozoa kuuluvate organismide puhul võib avastus aidata vastata küsimusele, mida üks peadpööritavalt tilluke, kõigest paari mikromeetri pikkune elusolend üldse süüa saab.

Arvestades tõika, et mõlemat tüüpi algloomad kuuluvad mereeluliste protistide äärmiselt mitmekesisesse kogukonda, võivad bakteriofaagide-põhisel toitumisel olla märkimisväärsed järelmid sellele, kuidas teadlased toitainete liikumist ökosüsteemis mudeldavad.

Eelduste kohaselt liiguvad bakterites ja algloomades leiduvad toitained toiduahelas ülespoole sedamööda, kuidas suuremad elusolendid väiksemaid nahka pistavad.

Üht takistust selles protsessis nimetatakse „viiruslikuks möödaviiguks“ (ingl viral shunt). Nimelt võivad viirustega nakatunud rakud lõhkeda enne, kui need ära süüakse, külvates sel moel orgaanilisest ainest koosnevat „lund“ ookeanisügavustesse.

Sügaval ookeanipõhjas see protsess kiireneb, kuna viirused õgivad prokarüoote, takistades sellega külmas ja tintjas merepõues keerukamate toitumisvõrgustike tekkimist.

Teadmine, et osa prokarüootidest on võimelised „vastu hammustama“, võib nõuda mõnede seda protsessi kirjeldavate väärtuste ümberhindamist.

„Viiruste kõrvaldamine veest võib kahandada muid organisme nakatavate viiruste hulka, läkitades samas viirusosakestes sisalduvat orgaanilist süsinikku toiduahelas ülespoole,“ märkis Brown.

Uurimus ilmus teadusajakirjas Frontiers in Microbiology