长期以来,科学家们一直认为海洋病毒会迅速杀死藻类,但他们错了

病毒感染Emiliania Huxleyi

这张图片描绘了巴伦支海赫胥黎氏肠杆菌的病毒感染与赫胥黎氏肠杆菌开花的卫星图像重叠。信贷:MODIS, NASA;Steve Gschmeissner,照片研究公司;罗格斯大学的Kay Bidle & Christien Laber

海藻从病毒中获得“政变德伦恩”。病毒不会立即杀死藻类,但与他们共度和谐。

长期以来,科学家们一直认为海洋病毒总是能迅速杀死藻类,但罗格斯大学领导的研究表明,它们与藻类和谐共存,而病毒只有在藻华已经面临压力和死亡时才会提供“致命一击”。

这项研究发表在杂志上自然通信,可能会改变科学家如何看待藻类的病毒感染,也称为浮游植物 - 特别是病毒对生态系统过程的影响,如藻类盛开形成(和下降)和地球上的碳和其他化学物质的循环。

“只有当受感染的藻细胞成为强调,比如当他们的营养,把致命病毒,”作者本杰明•诺尔斯说,他是前博士后研究员在海洋和沿海科学系的罗格斯大学环境和生物科学学院16布伦瑞克现在加州大学洛杉矶分校。他也是罗格斯大学地球、海洋和大气科学研究所的博士后研究员。“我们觉得这种全新模式的感染是普遍的在海洋和从根本上改变我们如何看待宿主病毒相互作用和病毒对生态系统和生物地球化学循环的影响,因为它违背病毒总是致命的长期被认可的经典模型和杀死细胞。”

生物地球化学循环是指通过生物和环境循环的碳,氧,氮,磷,钙,铁和水等必需营养素。Coccolethophore藻类Emiliania huxleyi该研究的重点是其他藻类病毒系统的模型,是该过程的中央驾驶员。

科学家们在实验室里研究了病毒与藻类的相互作用,并在挪威沿海水域进行了小规模的控制。他们重点研究了一种藻类的病毒感染,这种藻类产生了地球上大部分的氧气和碳循环。一组被称为球粒病毒的海洋病毒经常感染并杀死人E. Huxleyi.面积超过1000平方英里,可以通过地球观测卫星在太空中观测到。

病毒最终破裂藻类细胞,通过为其他生物提供能量和有机物来促进全球食物网。但感染的细胞不会立即死去,科学家发现。相反,受感染的细胞乘以横跨数十英里的海域横跨20英里的海洋水域,并以协调的方式死亡。在以前的研究中经常观察到这些动态,但不能通过藻类宿主和病毒在自然界中遇到的速率来解释。

“藻类和病毒具有准共生的关系,允许藻类细胞和病毒愉快地恢复一段时间,”海洋和沿海科学部的教授和微生物海洋学家招生,教授和微生物科学家Rutgers-新的不伦瑞克和地球,海洋和大气科学研究所。“我们认为,这些新发现的动态也适用于海洋中的其他病毒 - 藻类相互作用,是如何对感染的基础。通过结合实验,理论和环境方法,我们的工作提出了一种模板,用于诊断其他系统中这种类型的感染。“

BIDLE表示,藻类病毒动态对感染结果和碳流动的影响,可能导致碳的碳流和碳流动,或者储存在深海中,而不是保留在上海。需要进一步的研究来充分了解这些动态的程度及其对生态系统的影响以及海洋中碳的循环。

Reference: “Temperate infection in a virus–host system previously known for virulent dynamics” by Ben Knowles, Juan A. Bonachela, Michael J. Behrenfeld, Karen G. Bondoc, B. B. Cael, Craig A. Carlson, Nick Cieslik, Ben Diaz, Heidi L. Fuchs, Jason R. Graff, Juris A. Grasis, Kimberly H. Halsey, Liti Haramaty, Christopher T. Johns, Frank Natale, Jozef I. Nissimov, Brittany Schieler, Kimberlee Thamatrakoln, T. Frede Thingstad, Selina Våge, Cliff Watkins, Toby K. Westberry and Kay D. Bidle, 15 September 2020,自然通信
DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 18078 - 4

Rutgers共同作者包括Juan A. Bonachela教授,Heidi L. Fuchs和Kimberlee Thamatrakoln;博士后研究人员Karen Bondoc和Jozef Nissomov,现在是一名教授滑铁卢大学;尼科尔·塞利克,赢得了罗格斯学士学位;博士生Ben Diaz,Christopher T. Johns和Cliff Watkins;研究人员Liti Haramaty和Frank Natale;和布列塔尼Schieler在罗格斯获得博士学位。俄勒冈州立大学的科学家,国家海洋学中心(英国南安普敦),加州大学,加州大学圣巴巴拉,加州大学,默塞德大学(挪威)致力于该研究。

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