Estude primeiro para investigar e demonstrar os efeitos do ‘virovory’ – Strong The One

Nos últimos três anos, John DeLong, da Universidade de Nebraska-Lincoln, esteve ocupado descobrindo um potencial segredo para virar a maré: essas partículas de vírus são uma fonte não apenas de infecção, mas também de nutrição.

Em uma reviravolta digna de Pac-Man, DeLong e seus colegas descobriram que uma espécie de Halteria — ciliados microscópicos que povoam a água doce em todo o mundo — podem comer um grande número de clorovírus infecciosos que compartilham seu habitat aquático. Pela primeira vez, os experimentos de laboratório da equipe também mostraram que uma dieta apenas com vírus, que a equipe chama de “virogênica”, é suficiente para alimentar o crescimento fisiológico e até mesmo o crescimento populacional de um organismo.

Os clorovírus, uma descoberta que definiu a carreira de James Van Etten, de Nebraska, são conhecidos por infectar algas verdes microscópicas. Eventualmente, os clorovírus invasores estouraram seus hospedeiros unicelulares como balões, derramando carbono e outros elementos que sustentam a vida no mar aberto. Esse carbono, que pode ter ido para os predadores das minúsculas criaturas, é aspirado por outros microorganismos – um programa de reciclagem sombrio em miniatura e, aparentemente, em perpetuidade.

“Isso é realmente apenas manter o carbono baixo neste tipo de camada de sopa microbiana, evitando que os herbívoros absorvam energia na cadeia alimentar”, disse DeLong, professor associado de ciências biológicas em Nebraska.

Mas se os ciliados estão comendo esses mesmos vírus no jantar, então o virivory pode estar contrabalançando a reciclagem de carbono que os vírus perpetuam. É possível, disse DeLong, que o virivory esteja ajudando e estimulando a fuga do carbono da escória da cadeia alimentar, garantindo-lhe uma mobilidade ascendente que os vírus suprimem de outra forma.

“Se você multiplicar uma estimativa bruta de quantos vírus existem, quantos ciliados existem e quanta água existe, chega a essa enorme quantidade de movimento de energia (na cadeia alimentar)”, disse DeLong, que estimou que ciliados em um pequeno lago podem comer 10 trilhões de vírus por dia. “Se isso está acontecendo na escala que pensamos, deve mudar completamente nossa visão sobre o ciclo global de carbono”.

‘Ninguém percebeu’

DeLong já estava familiarizado com as maneiras pelas quais os clorovírus podem se enredar em uma teia alimentar. Em 2016, o ecologista fez uma parceria com Van Etten e o virologista David Dunigan para mostrar que os clorovírus têm acesso às algas, que normalmente estão encerradas em um gênero de ciliados chamado Paraméciasomente quando minúsculos crustáceos comem o Paramécia e excretar as algas recém-expostas.

Essa descoberta colocou DeLong em “um espaço diferente” quando se tratava de pensar e estudar vírus. Dada a abundância de vírus e microorganismos na água, ele percebeu que era inevitável que – mesmo deixando de lado a infecção – o primeiro às vezes acabasse dentro do segundo.

“Parecia óbvio que tudo estava recebendo vírus na boca o tempo todo”, disse ele. “Parecia que tinha que estar acontecendo, porque há muito disso na água.”

Então DeLong mergulhou na literatura de pesquisa, com a intenção de trazer à tona quaisquer estudos sobre organismos aquáticos comendo vírus e, idealmente, o que aconteceu quando eles o fizeram. Ele emergiu com muito pouco. Um estudo, da década de 1980, relatou que protistas unicelulares eram capazes de consumir vírus, mas não foi mais longe. Um punhado de artigos da Suíça mostrou mais tarde que os protistas pareciam estar removendo vírus das águas residuais.

“E foi isso”, disse DeLong.

Não havia nada sobre as possíveis consequências para os próprios microrganismos, muito menos sobre as teias alimentares ou ecossistemas a que pertenciam. Isso surpreendeu DeLong, que sabia que os vírus eram construídos não apenas no carbono, mas também em outros pilares elementares da vida. Eles eram, pelo menos hipoteticamente, tudo menos junk food.

“Eles são feitos de coisas realmente boas: ácidos nucléicos, muito nitrogênio e fósforo”, disse ele. “Tudo deve querer comê-los.

“Tantas coisas comem qualquer coisa que encontram. Certamente alguma teria aprendido a comer essas matérias-primas realmente boas.”

Como um ecologista que gasta muito de seu tempo usando matemática para descrever a dinâmica predador-presa, DeLong não tinha certeza de como proceder para investigar sua hipótese. Em última análise, ele decidiu mantê-lo simples. Primeiro, ele precisaria de alguns voluntários. Ele dirigiu até um lago próximo e coletou amostras da água. De volta ao laboratório, ele encurralou todos os microorganismos que conseguiu, independentemente da espécie, em gotas de água. Por fim, acrescentou porções generosas de clorovírus.

Depois de 24 horas, DeLong procurava nas gotas um sinal de que qualquer espécie parecia estar gostando da companhia do clorovírus – que mesmo uma espécie estava tratando o vírus menos como uma ameaça do que como um lanche. No Halteriaele encontrou.

“No início, era apenas uma sugestão de que havia mais deles”, disse DeLong sobre os ciliados. “Mas então eles eram grandes o suficiente para que eu pudesse pegar alguns com a ponta de uma pipeta, colocá-los em uma gota limpa e poder contá-los.”

O número de clorovírus estava caindo em até 100 vezes em apenas dois dias. A população de Halteriasem nada para comer além do vírus, estava crescendo em média cerca de 15 vezes mais no mesmo período. Halteria privado do clorovírus, entretanto, não estava crescendo.

Para confirmar que o Halteria estava realmente consumindo o vírus, a equipe marcou parte do DNA do clorovírus com um corante verde fluorescente antes de introduzir o vírus nos ciliados. Com certeza, o equivalente ciliado de um estômago, seu vacúolo, logo ficou verde brilhante.

Era inconfundível: os ciliados estavam comendo o vírus. E esse vírus os estava sustentando.

“Eu estava ligando para meus co-autores: ‘Eles cresceram! Nós conseguimos!’”, disse DeLong sobre as descobertas, agora detalhadas na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. “Estou emocionado por poder ver algo tão fundamental pela primeira vez.”

DeLong não tinha terminado. O lado matemático dele se perguntava se essa dinâmica particular de predador-presa, por mais estranha que parecesse, poderia compartilhar semelhanças com os pares de pedestres que ele estava acostumado a estudar.

Ele começou mapeando o declínio do clorovírus contra o crescimento do Halteria. Essa relação, descobriu DeLong, geralmente se encaixa com aquelas que os ecologistas observaram entre outros caçadores microscópicos e suas caçadas. o Halteria também converteu cerca de 17% da massa de clorovírus consumida em uma nova massa própria, em linha com as porcentagens observadas quando Paramécia comem bactérias e crustáceos milimétricos comem algas. Mesmo a taxa na qual os ciliados atacam o vírus e a disparidade de aproximadamente 10.000 vezes em seus tamanhos correspondem a outros estudos de caso aquáticos.

“Eu estava motivado para determinar se isso era estranho ou não, ou se encaixava”, disse DeLong. “Isso não é estranho. Só que ninguém percebeu.”

Desde então, DeLong e seus colegas identificaram outros ciliados que, como Halteria, podem prosperar alimentando-se apenas de vírus. Quanto mais eles descobrem, mais provável parece que a virivoria possa estar ocorrendo na natureza. É uma perspectiva que enche a cabeça do ecologista de perguntas: como isso pode moldar a estrutura das teias alimentares? A evolução e diversidade de espécies dentro deles? Sua resiliência diante das extinções?

Mais uma vez, porém, ele optou por mantê-lo simples. Assim que o inverno de Nebraska diminuir, DeLong voltará para a lagoa.

“Agora”, disse ele, “temos que descobrir se isso é verdade na natureza.”