新研究发现，微生物病毒是气候变化的秘密驱动因素

在一项新的研究中，科学家们发现，感染微生物的病毒在甲烷（一种强效温室气体）在环境中的循环中发挥着关键作用，从而导致气候变化

通过分析来自15个不同栖息地的近1000组宏基因组DNA数据，从各种湖泊到牛的胃里，研究人员发现微生物病毒携带着控制甲烷过程的特殊遗传元素，称为辅助代谢基因（AMG）。根据生物体的居住地，这些基因的数量可能会有所不同，这表明病毒对环境的潜在影响也因其栖息地而异

这项研究的主要作者、俄亥俄州立大学伯德极地与气候研究中心的研究员钟志平说，这一发现为更好地了解甲烷如何在不同生态系统中相互作用和移动增添了重要内容

这项研究今天发表在《自然通讯》上

病毒有助于促进地球的所有生态、生物地球化学和进化过程，但科学家们直到最近才开始探索它们与气候变化的关系。例如，甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体排放驱动因素，但主要由称为古菌的单细胞生物产生

“病毒是地球上最丰富的生物实体，”该研究的合著者、俄亥俄州立大学微生物组科学中心微生物学教授Matthew Sullivan说。“在这里，我们通过将甲烷循环基因添加到一长串病毒编码的代谢基因中，扩大了我们对其影响的了解。我们的团队试图回答有多少‘微生物代谢’病毒在感染期间实际上在操纵。”，钟说，人们对感染这些微生物的病毒编码的甲烷代谢相关基因如何影响其甲烷生产知之甚少。正是解开了这个谜团，钟和他的同事花了近十年的时间从独特的微生物库中收集和分析微生物和病毒的DNA样本

团队选择研究的最重要的地方之一是弗拉纳湖，它是克罗地亚自然保护区的一部分。在富含甲烷的湖泊沉积物中，研究人员发现了大量影响甲烷产生和氧化的微生物基因。此外，他们发现了不同的病毒群落，并发现了13种有助于调节宿主代谢的AMG。钟说，尽管如此，没有任何证据表明这些病毒本身直接编码甲烷代谢基因，这表明病毒对甲烷循环的潜在影响因其栖息地而异

总体而言，研究表明，在与宿主相关的环境中，如牛的胃内，更可能发现更多的甲烷代谢AMG，而在环境栖息地，如湖泊沉积物中，发现的这些基因较少。由于奶牛和其他牲畜也产生了约40%的全球甲烷排放，他们的研究表明，病毒、生物和整个环境之间的复杂关系可能比科学家曾经想象的更为复杂

钟说：“这些发现表明，病毒对全球的影响被低估了，值得更多关注。”

尽管目前尚不清楚人类活动是否影响了这些病毒的进化，但该团队预计，从这项工作中收集到的新见解将提高人们对传染源在地球上所有生命中生存的能力的认识。钟说，尽管如此，为了继续更多地了解这些病毒的内部机制，还需要进一步的实验来了解它们对地球甲烷循环的贡献，特别是在科学家们努力减少微生物驱动的甲烷排放的时候

“这项工作是了解气候变化病毒影响的第一步，”他说。“我们还有很多东西要学。”