北极圈发现“巨型病毒”的好消息

“巨型病毒”听起来像是某种令人恐惧的科幻作品。但是，虽然世界上一些最大的病毒如果进入人体肯定会造成问题，但其他病毒却满足于感染藻类和其他微生物。通过这样做，它们可以对我们的环境产生令人惊讶的益处。

上周， 《微生物组》杂志发表的一篇论文宣布，在北极发现了几种超类病毒的特征基因特征，这些病毒被称为核质大 DNA 病毒 (NCLDV)，作者推测这些病毒正在感染生活在冰雪中的藻类。如果真是这样，这些病毒可能会成为减缓极地冰盖融化速度的意外福音。

“巨型病毒”是指核细胞病毒门的病毒。人们可能猜到，该门的显著特征是，许多成员体型巨大。大多数病毒的大小在 20 到 200 纳米之间，而巨型病毒的体型可高达一千倍。这使得它们的大小与大多数细菌相当，在某些情况下甚至比细菌还大。它们还拥有巨大的基因组（多达 250 万个 DNA 碱基对，而普通病毒只有 7,000 到 20,000 个），以及一系列不同寻常的能力。

核细胞病毒科是一个大家族，包含导致非洲猪瘟和各种痘病毒感染的病毒。然而，新论文的共同主要作者劳拉·佩里尼向《大众科学》解释说，“我们环境特征所指的每种病毒都属于一个家族——Allomimiviridae 、 Pithoviridae 、 Algavirales和Asfarviridae ——[感染]其他微生物（微藻或原生生物）。”（她还向读者保证，“我们在冰雪样本中发现的病毒都与人类无关！”）

到目前为止，这些病毒在北极存在的证据来自从几个雪藻繁茂的北极环境中采集的 DNA 样本，而不是直接观察。然而，佩里尼确信这些病毒今天仍然活着并且活跃，理由是采集的样本中存在病毒 mRNA：mRNA 降解速度比 DNA 快得多，发现它表明病毒 DNA 来自当代来源，而不是冰冻中一些早已死亡的微生物。她解释说，她的团队“还能够对 GVMAG（巨型病毒宏基因组组装基因组）进行分类，这再次证实了这些病毒的存在及其分类学鉴定。”

如果这些病毒感染了北极藻类，它们可能会抑制导致我们极地冰盖缩小的一个鲜为人知的因素：几种统称为“雪藻”的藻类。这些藻类在夏季冰雪开始融化时蓬勃发展——不幸的是，它们也会加快融化速度。雪和冰会反射照射在其表面的大部分阳光，但藻类会使表面变暗，增加其吸收的光量。这会使雪和冰变热，从而加快它们融化的速度。结果是一种反馈循环，正如 2021 年发表在《植物科学》杂志上的一篇论文指出的那样，夏季南极藻华的规模现在非常大，从太空中都可以看到。

然而，虽然雪藻对冰盖融化速度的贡献肯定是一个问题，但雪藻的大量繁殖本身并不是负面现象。正如 2021 年《植物科学》杂志指出的那样，“南极洲的裸露土地相对较少，无法支持陆地植被，其 98.7% 的表面积永久被冰雪覆盖……[并且] 南极洲的红色、绿色和橙色雪藻大量繁殖已被揭示为多样化的生态系统，在营养物质和碳的生物地球化学循环中发挥着积极作用。”

佩里尼和她的团队在论文中用类似的术语描述了北极藻类：“藻类周围有一个完整的生态系统。除了细菌、丝状真菌和酵母，还有以藻类为食的原生生物、寄生在藻类上的不同种类的真菌，以及我们发现的感染藻类的巨型病毒。”充分了解生态系统的复杂性是实施任何此类战略的关键，引入一种生命形式来对抗另一种生命形式是有风险的。

然而，佩里尼和她的团队所采集的样本中明显存在 NCLDV DNA 和 mRNA，这表明这些巨型病毒可以在北极严寒的冬季存活下来，并指出了一种可能的方法，可以减缓冰盖融化的速度。