在夏日的海边，你尽情地戏耍游泳时不小心吞下了一口海水，这时，你除了尝到了海水的咸和苦之外，还吞下了数以百万、甚至千万计的病毒。这些病毒大多数对人类无害，但它们会感染各种海洋生物，比如鲸鱼、甲壳类动物和细菌……
尽管海洋中的病毒数量多到惊人，但科学家对它们的种类却知之甚少。而对海洋中的病毒进行深入研究是项很有必要的工作，因为病毒与海洋的生态系统息息相关，研究它们将有助于我们更好地了解病毒对生物体相互作用的方式的影响，以及海洋对气候变化的反应。
2015年的数据显示，海洋中存在着5476种不同的病毒。随着更深入地挖掘，到了2016年，这个数字上升到了15222种。而在近期发表于《细胞》杂志上的一项研究中，研究人员找到了195728种不同的病毒种群，这个数字比上一次增长了12倍多。是什么原因使这个数字飙升如此之多？
我们知道，海洋覆盖了地球70%的表面积。在过去，我们只能从少数几个经过充分研究过的区域获取到一些有关海洋病毒的知识。然而，一项被称为“塔拉海洋”项目的设立，使这一状况发生了转变。
”塔拉海洋“致力于创建一个更完整的关于海洋微生物和病毒多样性的目录，它将采样范围扩大到了全球。研究人员乘着“塔拉号”帆船在海洋中航行，收集从来自于海洋表面到4000米深处、从南极到北极所行经的每个地方的样本。新的研究采用了来自北极的43个地点的样本，而这些地方的样本在2015和2016年的研究中是没有使用的。
○ 145种海洋病毒组揭示了195728个病毒种群。| 图片来源：[2]
在新的分析中，研究人员有了更好地从DNA块中组装出病毒基因组的算法。他们不仅要从基因碎片中拼凑出DNA链，还必须找到一种能对他们看到的各种病毒基因组进行分类的方法。
对病毒“种类”的定义是一件很有争议的事，因为病毒是无性繁殖的，而且病毒与病毒之间，以及病毒与宿主之间会经常交换DNA；再加上病毒不包含独立复制的必要机制，因此一些生物学家甚至不认为病毒完全是“生”物。
在这项研究中，研究人员没有将病毒划分为物种（species），而是划分成了“种群”（populations），在种群内，一个病毒群体内部的基因流动比病毒群体之间的基因流动要多。如果测序后的病毒至少有95%的DNA相同，就可以称它们属于同一离散的种群。
这种方法产生了近20万个种群。这当中大约90%的病毒不能归类到任何已知的病毒分类，这意味着从科学的角度来看，它们属于全新的生物类型。而大约40%的新型病毒种群都来自于新的北极样本，其他的新型病毒种群则来自于对早期塔拉样本的重新分析。
此外，根据海洋的温度和深度所划分的不同海洋生态区，研究人员推测出存在5种群落水平的病毒群体：北极、南极、温带和热带表面、温带和热带近地表面，以及深海。
在这些群落的基因组中，他们发现了基因适应每个生态区的证据。研究人员表示，温度是群落结构的最大预测因子。不同的温度支持不同种类的微生物宿主群落，因此病毒也会相应地作出适应。
在全球范围内，人们所观察到的病毒之间的生物多样性模式与已确立的生态趋势有些冲突。有一种理论认为，生物多样性在赤道地区最高，并随着向两极的移动而减少。研究人员确实在赤道发现了更高的多样性，但他们却意外地在北极也发现了高得惊人的多样性：他们惊讶地发现北极是生物多样性的一个热点地区，这是一个具有重大意义的发现，因为这些水域是地球上由于气候变化而变化得最快的水域之一。
研究人员认为，他们需要进行更多的研究来理解北极的生物多样性为何如此之高。他们猜测这可能与生活在这些寒冷水域中的较小宿主细胞有关，因为较小的宿主意味着更多的宿主，从而也就意味着病毒可能会有更多的机会实现多样化。
那么在几年之后，病毒种类的数量是否还会出现一次巨大地飞跃呢？研究人员认为，可以肯定的是在未来几年我们将会发现更多的病毒种类，但再一次出现如此巨大的增长或许可能性并不大。而且他们也希望，现有的方法已经尽可能地帮我们捕获了大量的海洋病毒。
在全球的生物地球化学循环中，病毒扮演中至关重要的角色，例如它们在碳循环（碳在地球生物圈和大气之间流动）中所能起到的作用。从另一个角度来看，从理解病毒的全球流动来看，这些海洋病毒的数据对于整个领域的发展可起到非常重要的作用。
目前，海洋可以吸收大约由人类导致的一半的碳排放，而且海洋对二氧化碳的吸收量还在继续上升。病毒会影响海水中碳的饱和度。当细菌被病毒感染而死亡时，它们的细胞壁会”爆裂“，将构成细菌的所有碳都释放到海洋中，而且其中的一些碳会被封存在海洋深处。
有科学家推测，有一天或许我们可以利用病毒来调节碳循环，减少大气中二氧化碳的含量。但无论这次发现病毒是否在未来具有切实可行的应用价值，都是一项令人兴奋的重大发现。
编译：糖兽
参考链接：
[1] https://www.quantamagazine.org/scientists-discover-nearly-200000-kinds-of-ocean-viruses-20190425/
[2] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30341-1
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