藏身海洋的病毒大军

时间:2021-03-29浏览:11

最近,新型冠状病毒肆虐,让人们对陆生野生动物携带和传播病毒有了一定的认识。其实,病毒不仅广泛存在于陆地环境中,而且在大海中也无处不在,数量之多超乎想象。

迄今为止,人类共发现了多少种海洋病毒,这些病毒有什么威力,会对人类产生哪些影响?自然资源部第三海洋研究所专家金敏将为我们揭开海洋病毒的“神秘面纱”。

近20万种病毒“隐匿”海洋?

金敏介绍说,早在1946年,人类就在海洋中发现了病毒。但受限于当时的技术手段,科学家们发现的病毒数量很有限,所以认为海洋病毒数量不多,也没给予更多关注。

直到上世纪90年代,随着电子显微镜和荧光显微观察的应用,科学家们才发现,原来海水中存在大量的病毒,进而开展了持续研究。

真是不研究不知道,一研究吓一跳。原来,海洋中的病毒数量极其庞大,据估算,1毫升海水中平均有1000万个病毒,比海洋原核生物(细菌、古菌等)还多了一个数量级,是仅次于原核生物总生物量的海洋第二大生物量。

就在2020年4月,科学家新发现了潜伏在海洋之中的近20万种病毒,其中绝大多数都是第一次进入人类的视野。此前,有记录的海洋病毒只有1.5万种,而这近20万种的海洋病毒,不过是整个海洋病毒家族的“冰山一角”。

小身材却有大能量?

数量如此庞大的海洋病毒“隐匿”在海洋中,会不会让海洋生物生病?答案是肯定的。海洋病毒会感染一部分海洋生物,并致其死亡,以此来调节它们的种群数量。某一种海洋生物数量过于庞大,会破坏生态系统平衡。“从这个角度来说,海洋病毒是调节海洋生态系统平衡的重要一环。”金敏解释道。

金敏表示,海洋病毒会参与海洋生态系统的能量和物质循环。简单地说,就是海洋病毒每天能杀死很多海洋生物。这些生物死后会释放出大量的碳,这些碳一部分会被海洋生物重新吸收利用,维持它们的生存。另外,海洋中有很多浮游藻类,它们被病毒感染死亡后会释放出大量的碳,这些碳通过呼吸作用等方式参与到大气循环中去,从而影响全球气候变化。

此外,海洋病毒在生物间的传播中,会导致不同生物基因的快速交流,以达到促进生物进化的作用。“可见,虽然身材只有纳米级别,但海洋病毒却发挥着全球尺度的作用,真可谓‘身小能量大’。”金敏说。

海洋病毒会感染人类吗?

金敏说,截至目前,大部分海洋病毒感染的主要是细菌等微生物,不会直接侵染人和其他动植物。但也有一些海洋病原性病毒可以感染人或其他陆地生物,这些病毒大多来自近海或表层海水,主要包括腺病毒科(腺病毒)、杯状病毒科(诺瓦克病毒、杯状病毒、札幌病毒)等。这些病毒通过人类排泄物进入大海,再随着人类活动或海洋-大气循环重新回到陆地,从而危害人类健康。

海洋病毒是一种重要的生物资源,也能为人类服务。近年来,由于滥用抗生素,人体内抗生素抗性细菌越来越多,急需寻找可以替代抗生素的新型抗菌药物。海洋病毒恰恰能在这方面发挥作用。同时,海洋病毒还含有丰富的基因资源,这些资源可以被用于人类的生产、科研等领域。此外,人体可以从抵抗海洋病毒的应激反应中获得具有抗肿瘤、抗病毒等功能的活性物质。

“随着技术的发展,虽然我们对海洋病毒的认识取得了很大的进步,但海洋病毒学还是一门年轻的学科,人们对海洋病毒尤其是深海病毒的认识还远远不够。”金敏介绍说,据保守估计,99%以上的海洋病毒还不能在实验室进行分离培养、99%以上的海洋病毒还未得到物种鉴定、70% 以上病毒基因功能未知。这些未知的领域和难题,都有待人类不断地探索、攻破。

文章来源:原刊于中国自然资源报 2021-01-19