Descobertos “virívoros”: micróbios que sobrevivem com uma dieta apenas de vírus
Carnívoros, herbívoros, onívoros — e agora virívoros.
- Os vírus são material genético envolto em proteínas que só podem se replicar dentro dos hospedeiros.
- No primeiro estudo desse tipo, os pesquisadores relatam que certos micróbios podem comer vírus e aumentar suas populações com uma dieta apenas de vírus.
- Chamada de “virivoria”, essa estratégia de alimentação recém-descoberta adiciona uma nova camada de complexidade às teias alimentares.
Os vírus são mal compreendidos. À sombra da pandemia de COVID, poucos olham com bons olhos para essas misturas de material genético envoltas em proteínas, que se estendem pelo nexo obscuro entre os vivos e os não vivos.
Embora os vírus compartilhem algumas características comuns com os organismos vivos – como possuir um genoma e ter a capacidade de se replicar – eles não são autossustentáveis. Em outras palavras, para se reproduzir, os vírus dependem da infecção das células hospedeiras. Os vírus não se alimentam dessas células – na verdade, os vírus não têm metabolismo – eles simplesmente sequestram e reprogramam as células hospedeiras para se tornarem fábricas em miniatura que produzem mais partículas virais. No processo, eles geralmente causam danos ou morte ao hospedeiro.
Mas e se um vírus pudesse sustentar, em vez de dizimar, uma população inteira?
Em um novo artigo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), os pesquisadores relatam evidências de que os micróbios podem se sustentar e aumentar suas populações comendo vírus. A descoberta revolucionária é a primeiro a demonstrar “virivoria” - uma dieta apenas de vírus.
Vírus no ecossistema
Apesar de seu pequeno tamanho, os vírus podem ter impactos profundos nos ecossistemas. Ao causar a morte do hospedeiro, geralmente em grande escala, os vírus podem afetar quais organismos sobrevivem e quais perecem. Muitos ecologistas até consideram os vírus um tipo de predador, situado no topo da cadeia alimentar (embora, como mencionado anteriormente, os vírus não tratem seus hospedeiros como “comida”).
John DeLong, da Universidade de Nebraska, e principal autor do estudo, questionou se os vírus poderiam, como outros predadores, ser presas de outra coisa. DeLong tinha um grupo específico de vírus em mente. Em 2016, ele fez parte de uma pesquisa inovadora investigando clorovírus (vírus que infectam algas em sistemas de água doce). DeLong imaginou que, dada a abundância de clorovírus na água doce, algo deveria estar consumindo-os.
“Todos devem querer comê-los… Certamente alguém teria aprendido a comer essas matérias-primas realmente boas”, disse DeLong em um declaração . De fato, os vírus são um lanche saudável. Eles têm muitos aminoácidos, bem como nitrogênio e fósforo – os blocos de construção de uma dieta saudável.
Encontrando os virívoros
Para investigar, DeLong e sua equipe elaboraram um projeto de pesquisa simples. Eles coletaram amostras de água de lagoa perto da Universidade de Nebraska. Eles isolaram diferentes micróbios que achavam que poderiam consumir vírus e adicionaram apenas clorovírus à mistura, para que os micróbios tivessem apenas vírus como fonte potencial de alimento. Então, eles esperaram para ver quais números populacionais aumentaram.
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Em dois dias, ambos Halteria e Paramécio reduziu a abundância de clorovírus 100 vezes, mas apenas Halteria cresceu seus números, aumentando sua população em 15 vezes. Halteria converteu cerca de 17% da massa consumida do cholorvírus em nova massa própria, um valor semelhante ao relatado quando os protistas consomem bactérias como alimento. Além disso, os pesquisadores estimaram que cada Halteria célula comeu cerca de 10.000 a 1.000.000 vírus por dia. Ampliado, isso significa que os ciliados em uma única lagoa poderiam consumir dez quatrilhões vírus todos os dias em um pequeno lago.
A equipe também marcou o DNA do vírus com corante fluorescente verde. Sob a iluminação adequada, pode-se ver que os vacúolos (uma espécie de “estômago” em miniatura dentro dos protistas) continham clorovírus.
Um novo elo na cadeia alimentar
A análise da teia alimentar procura entender como a energia flui de um organismo para outro dentro de um ecossistema. Cada cadeia alimentar representa um caminho que os nutrientes e a energia podem seguir à medida que se movem por um ecossistema ou uma rede alimentar mais extensa. Anteriormente, as análises da cadeia alimentar presumiam que os recursos contidos nos vírus – carbono, nitrogênio e fósforo – permaneceriam sequestrados e não subiriam na cadeia alimentar. Em outras palavras, assumimos que os vírus “escondiam” os nutrientes em partículas que nada mais poderia comer. Mas este experimento mostra que essa suposição provavelmente está incorreta. Essa “energia derivada de vírus”, como escrevem os autores, provavelmente sobe pela cadeia alimentar aquática e afeta sua estrutura e dinâmica.
Protistas como Halteria existem na parte inferior da cadeia alimentar e servem como presas importantes para o zooplâncton. Juntos, os protistas e o zooplâncton representam uma fração considerável da biomassa viva e contribuem com grandes quantidades de energia para a cadeia alimentar. Os modelos atuais não incluem a ligação trófica entre os vírus e seus consumidores, ignorando assim uma interação crítica e calculando mal a transferência trófica de energia em um determinado ecossistema.
Desde que o estudo foi concluído, DeLong e sua equipe descobriram outros ciliados que podem prosperar com uma dieta apenas de vírus. No entanto, os pesquisadores ainda precisam provar que a virivoria existe fora do laboratório na natureza. Se isso acontecer, o que parece provável, a descoberta pode revolucionar nossa compreensão dos ecossistemas microbianos.
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