هل تدخل الفيروسات السلسلة الغذائية كمغذيات لأحياء أخرى؟

صحيح أن العالم يبدأ عاماً آخر من جائحة عالمية سببها فيروس كورونا ولكن هناك الكثير من الفيروسات الأخرى بخلاف فيروس كورونا! بعض الفيروسات مميتة؛ لكن بعضها الآخر يساعد في الحفاظ على حياة الكائنات الحية، وحتى أن هناك جدلاً دائراً بين العلماء حول ما إذا كان يجب اعتبار الفيروسات كائنات حية أو لا.

كائنات دقيقة تتغذى على الفيروسات

ومع ذلك، يبدو أن الكائنات الحية الدقيقة الجائعة يمكن أن تكون عدواً طبيعياً لبعض الفيروسات. في دراسة نُشرت في ديسمبر/ كانون الأول عام 2022 في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (Proceedings of the National Academy of Sciences)، وجد فريق من جامعة نبراسكا-لينكولن (Nebraska-Lincoln) أن التغذية على الفيروسات فقط قد تكون كافية لنمو نوع من الكائنات الدقيقة يُدعى "هالتيريا" (Halteria). تنتمي الهالتيريا إلى الهدبيات وحيدة الخلية وتعيش في المياه العذبة في أنحاء العالم جميعها، وقد وجد الفريق أن بمقدورها تناول أعداد ضخمة من الفيروسات المعدية التي تتبع لجنس الفيروسات "كلوروفيروس" (chloroviruse) دفعة واحدة.

أطلق الفريق على هذا النظام الغذائي القائم على الفيروسات فقط "فايروفوري" (virovory).

من المعروف أن فيروسات الكلوروفيروس تتكاثر عن طريق إصابة الطحالب الخضراء المجهرية التي تعيش عادة داخل أنواع الباراميسيوم؛ حيث يمكنها، بعد أن تتكاثر، تفجير مضيفاتها أحادية الخلية كما ينفجر البالون تماماً بعد امتلائه بالهواء؛ ما يؤدي إلى انسياب الكربون والعناصر الغذائية الأخرى الأساسية لاستمرار الحياة في الماء، لتقوم بعد ذلك كائنات حية دقيقة أخرى بامتصاصهما والاستفادة منهما.

أهمية الفيروسات في السلسلة الغذائية

يقول الأستاذ المشارك في العلوم البيولوجية في نبراسكا والمؤلف المشارك للدراسة، جون ديلونغ (John DeLong) في بيان: "تحافظ هذه العملية في الواقع على نسب الكربون منخفضةً في هذا النوع من البيئة الميكروبية؛ ما يمنع الحيوانات المفترسة من نقل الطاقة إلى مستوىً أعلى السلسلة الغذائية".

ومع ذلك، إذا كانت الهدبيات مثل الهالتيريا تأكل الفيروسات نفسها، فإن نظام فايروفوري الغذائي يمكن أن يوازن عملية إعادة تدوير الكربون التي من المعروف أن الفيروسات تديمها. وفقاً لديلونغ؛ ربما كان نظام فايروفوري الغذائي يساعد على ارتقاء الكربون في السلسلة الغذائية، ويقول في هذا الصدد: "إذا قمت بتقدير العدد الأولي للفيروسات والهدبيات وكمية المياه الموجودة في كل مكان، فستكون كمية الطاقة المنقولة إلى أعلى السلسلة الغذائية هائلة". ووفقاً لحساباته؛ يقدّر ديلونغ أن الهدبيات الموجودة في بركة ماء صغيرة قد تلتهم نحو 10 تريليون فيروس في اليوم.

اعتمد ديلونغ على العمل السابق للجامعة حول فيروسات الكلوروفيروس، وهو في الأساس على دراية بكيفية ارتباطها في الشبكة الغذائية. وأظهر بحث أجراه المؤلفان المشاركان، عالم البيئة جيمس فان إيتن (James Van Etten) وعالم الفيروسات ديفيد دونيغان (David Dunigan)، أن فيروسات الكلوروفيروس يمكنها الوصول إلى الطحالب التي تكون عادة مغطاة بجنس من الهدبيات يُدعى "باراميسيا" (Paramecia)، وهذا الوصول ممكن فقط عندما تأكل القشريات الصغيرة الباراميسيا وتطرح بعد ذلك الطحالب التي أصبحت مكشوفة حديثاً.

افترض ديلونغ أن الفيروسات يمكن أن تكون مصدراً للغذاء والطاقة، وللتحقق من ذلك جمع عينات من بركة مياه قريبة، ثم عزل جميع الكائنات الدقيقة في قطرات من الماء وأضاف إليها الكثير من فيروسات الكلوروفيروس.

بعد تركها ليوم كامل، بحث عن علامات في القطيرات تدل على تفاعل أي من الأنواع الموجودة مع الفيروسات التي تمت إضافتها، وقد تبين أن هدبيات الهالتيريا كانت تتعامل مع الفيروسات كوجبة خفيفة بدلاً من أن تمثل تهديداً لها.

يقول ديلونغ: "كنت أفترض في البداية وجود عددٍ أكبر من الهدبيات؛ ولكني وجدت بعد ذلك أنها حجمها كان كبيراً جداً لدرجة أنني استطعت التقاط بعضها باستخدام طرف ماصة ووضعها في قطرة نظيفة ومن ثم إحصائها".

انخفض عدد فيروسات الكلوروفيروس خلال يومين فقط نحو 100 مرة. لم يكن لدى هدبيات الهالتيريا أي مصدر آخر للغذاء غير هذه الفيروسات، وقد زاد عددها 15 ضعفاً، بينما لم تنمُ أعداد الفيروسات مطلقاً.

قام الفريق بتمييز بعضٍ من الحمض النووي لفيروسات الكلوروفيروس باستخدام صبغة خضراء للتأكد من أن هدبيات الهالتيريا تأكلها. وبالفعل، سرعان ما توهجت "الفاكيولا" (vacuole)، أو ما يمكن اعتباره معدة الهدبيات، باللون الأخضر.

دور واعد في إعادة التدوير في السلسلة الغذائية

يمكن أن يكون لنتائج هذه الدراسة بعض الآثار المهمة؛ حيث تؤدي هذه الفيروسات دوراً أساسياً في تشكيل بيئات المياه العذبة من خلال الطريقة التي تعيد بها تدوير الكربون والمواد المغذية الأخرى والتي يمكن أن تحول دون وصول هذه الطاقة إلى أشكال أخرى أكبر من الحياة. ومع ذلك، فإذا كانت هناك كائنات تتغذى على هذه الفيروسات ثم تتغذى عليها كائناتٌ أكبر، فإن بعض العناصر الغذائية والطاقة التي تمكن إعادة تدويره عادةً قد ينتقل إلى أعلى السلسلة الغذائية بدلاً من ذلك.

يقول ديلونغ: "تتكون الفيروسات من عناصر غذائية جيدة: الحمض النووي والكثير من النيتروجين والفوسفور. يمكن للكثير من الكائنات التغذية عليها، وفي الحقيقة فالكثير منها قد يتغذى على أي شيء يجده في طريقه، وبالتأكيد سيتعلم بعض الكائنات أن تناول هذه المواد الخام مفيد له حقاً".

سيقوم الفريق بخطواته التالية بعد انتهاء الشتاء في الغرب الأوسط؛ حيث يخطط للعودة إلى بركة الماء لمعرفة ما إذا كان نظام فايروفوري الغذائي يحدث في الواقع أيضاً أو أنه يقتصر فقط على البيئة المعملية.