Science子刊：在深海中，病毒對古生菌進行大屠殺

　　根據一項新的研究，在深海沉積物的微生物群體中，古生菌（archaea, 也譯作古細菌）遭受的病毒感染頻率通常是細菌的兩倍，盡管后者更加豐富。考慮到深海生態系統的巨大規模，這一結果表明古生菌-病毒關系可能是全球生物地球化學循環的主要促進者。相關研究結果發表在2016年10月12日那期Science Advances期刊上，論文標題為“Virus-mediated archaeal hecatomb in the deep seafloor”。

　　論文通信作者、意大利馬爾凱理工大學（Marche Polytechnic University）海洋生物學家和生態學家Roberto Danovaro說，深海生態系統覆蓋著65%以上的地球表面，占地球生物圈的90%以上，但是它們如何發揮作用在一定程度上仍然是個謎。一件明確的事情是：就像地球生物圈其他地方一樣，病毒明顯是深海中最為豐富的生物實體。

　　Danovaro解釋道，這些病毒的主要宿主是原核生物（細菌和古生菌）。確實，他和他的同事們之前已證實在深海沉積物中，幾乎所有的原核生物死亡是病毒感染導致的。Danovaro團隊估計鑒于這些生態系統的規模，對原核生物的這種病毒殺戮導致每年全世界釋放3.7～6.3億噸碳。

　　Danovaro解釋道，在陸地上和在淺灘中，一般而言，細菌被認為比古生菌更加豐富。他說，“但是在深海中，古生菌更加豐富。”比如，在當前的這項研究分析的深海樣品中，Danovaro團隊發現古生菌占高達32%（平均12%）的原核生物。考慮到古生菌對這些生態系統的影響可能比其他物種的更大，Danovaro團隊特地研究了病毒對古生菌的殺戮。

　　利用來自全球深海區域的將近500種沉積物樣品，Danovaro團隊分析胞外DNA---作為病毒誘導的細胞裂解的一種替代選擇---并且確定了盡管每天病毒感染裂解1%～2.2%的細菌，但是對古生菌而言，這種裂解率增加了一倍（2.3%～4.3%）。因此，研究人員報道，盡管古生菌在這些生態系統中并不那么大量存在，但是它們仍然相當容易遭受病毒感染。

　　如果存在因病毒導致的古生菌大量死亡，那么古生菌細胞的生長率不得不彌補這種損失。

　　足夠確信的是，Danovaro團隊計算出在他們的樣品中，古生菌的周轉時間是12～22天，而細菌的周轉時間是31～52天。根據這些結果進行推斷，研究人員估計僅僅病感染毒導致的古生菌裂解可能占這種生態系統中病毒殺死的原核生物釋放的總碳量的15%～30%。

　　研究人員作出結論，病毒在深海古生菌生命周期中發揮著至關重要的作用，因而也在碳、其他化學物和營養物的全球循環中發揮著至關重要的作用。

　　美國伍茲-霍爾海洋生物學實驗室生態學家和進化生物學家Julie Huber（未參與這項研究）在寫給《科學家》雜志的電子郵件中寫道，這些結果“在我們理解海洋古生菌和它們的病毒在生物地球化學循環和生態相互作用中起著重要的促進作用。”她補充道，“盡管相比于很多其他的海底棲息地，海洋沉積物得到人們更多的研究，但是這些重要的數據將有助更多地研究多種海洋棲息地中的古生菌-病毒相互作用。”