灭藻病毒促进海洋中的营养物质循环

根据罗格斯领导的一项研究，科学家已经证实，病毒可以杀死被称为硅藻的海生藻类，而海洋表面附近硅藻的死亡可能为其他藻类的循环利用提供营养和有机物。

发表在《自然微生物学》(Nature Microbiology)杂志上的这项研究还揭示，环境条件会加速病毒感染导致的硅藻死亡，这对于理解硅藻如何影响碳循环，以及对海洋变化(包括气候变化导致的海水变暖)做出反应非常重要。硅藻是一种单细胞藻类，产生了地球上20%的氧气，有助于在海洋中储存二氧化碳，二氧化碳是一种关键的温室气体。

“据我们所知，这是首次在自然硅藻种群中诊断出不同的感染阶段，这表明硅藻种群可能会被病毒终止，”罗格斯大学新不伦瑞克分校海洋和海岸科学系的副教授、资深作者Kim Thamatrakoln说。“我们的研究表明，当海洋中的硅含量较低时，硅藻会更迅速地被病毒感染和杀死，然后更有可能将它们的营养物质和其他物质释放到海洋表面，而不是下沉。”

自维多利亚时代以来，硅藻因其由二氧化硅或玻璃制成的美丽细胞壁而被称为“海洋玻璃屋”。硅对硅藻的生长至关重要，但由于玻璃很重，硅藻死后会沉入深海。这使得它们所有的营养物质、碳和有机物都无法被其他只需要阳光的藻类表面循环利用。

这是一条用荧光染料染色的单个硅藻细胞链，显示新形成的细胞壁(蓝色)。红色的是叶绿素发出的荧光，白色的是10微米的标尺。图:Jeffrey Krause和Eric Lachenmyer高分辨率硅藻是由地球上最小的病毒感染的，曾被认为是免疫的，因为它们的玻璃盔甲。长期以来，这类病毒一直没有被传统方法检测到，人们对它们如何影响硅藻知之甚少。因此，科学家们研究了加州洋流(沿海岸向南流动的太平洋洋流)中硅藻爆发的驱动因素和终止因素。科学家们发现了不同的区域，从未感染的硅藻种群到高度感染的种群。

他们还发现，一些人群已经死亡，硅含量是病毒感染的最强预测因子。硅藻从环境中吸收溶解的硅，并将其转化为玻璃，形成细胞壁。但硅藻生活的大部分地表水硅含量较低，因此这些发现表明，病毒感染可能在控制全球硅藻种群方面发挥重要作用。第一作者是Chana F. Kranzler, Thamatrakoln实验室的Simons基金会博士后研究员。合著者包括罗格斯大学的本科生William P. Biggs;罗格斯大学海洋与海岸科学系凯·d·比德尔教授;以及伍兹霍尔海洋研究所、加州大学和南阿拉巴马大学的科学家们。