重新思考病毒在珊瑚礁生态系统中的作用

传统观点认为，在病毒 - 细菌种群动态中，病毒经常会杀死宿主细菌细胞 - 这个过程称为裂解 - 特别是当细菌浓度很高时。一种称为溶原性的不同动态，其中病毒在宿主细胞内休眠但不杀死它们，被认为是一种相对罕见的现象，主要发生在低细菌浓度下。但是，由圣地亚哥州立大学病毒信息研究所的研究人员领导的一项新研究表明，传统智慧认为它错了：溶原性可能比以前认为的更为常见，甚至在宿主密集在生态系统中时更为普遍，这种情况经常发生在环境受到压力。这些发现可以使人们更好地了解退化的珊瑚礁生态系统以及如何保护它们。

藻类大量繁殖，真菌枯萎病和细菌感染只是微生物在生态系统中迅速增加密度的几种方式。生态学家对病毒如何应对此类事件非常感兴趣。传统上，大多数研究人员都认为，当微生物种群繁殖时，栖息在它们中的病毒开始在它们内部复制 - 裂解阶段 - 提升它们自己的数量但杀死它们的宿主。

“这表明当宿主饥饿和稀缺时，溶原性为病毒提供了临时避难所，”该研究报告的作者在最近的研究中写道。

罗格斯大学的博士后学者，SDSU病毒学家Forest Rohwer实验室的前研究生Ben Knowles先前的研究颠覆了传统的病毒动力学理论，发现即使宿主细胞浓度越来越高，仍保持溶原性的病毒。在他们的生态系统 SDSU的病毒信息研究所是该大学自我认定的卓越领域之一，是研究在细菌内复制的病毒的世界领导者之一，也称为噬菌体。

“这些早期的研究结果从根本上颠覆了病毒 - 宿主互动的动态，”诺尔斯说。

为了更好地了解病毒如何随着宿主数量的减少而逐渐消失，Knowles及其同事对39种出版物进行了荟萃分析，这些出版物追踪了这种模式并发现了令人惊讶的结果：宿主细胞密度与是否存在相关性研究人员在“ 自然微生物学 ”杂志上报告说，他们的病毒具有溶解性或溶原性。

诺尔斯说，这些结果应该鼓励微生物学家重新校准包括病毒 -细菌相互作用的种群模型，例如那些常用于预测珊瑚礁等生态系统如何对藻类大量繁殖和细菌入侵等微生物过度生长做出反应的敏感性。

不幸的是，将溶原性结合到这些模型中是困难的。Knowles解释说，如果病毒不能以可预测的方式杀死宿主，那么动态很快就会变得混乱而难以衡量。进一步的研究可能会准确揭示病毒从休眠的贪婪者转移到复制杀手的原因，但这样做可能需要对单个细胞进行基因组分析 - 这一过程目前对于大型项目来说过于昂贵。

诺尔斯说，在此之前，该研究的结果强调了我们对病毒知之甚少以及它们如何适应其生态位。

“我们长期以来一直认为病毒是杀手，因为它更符合模型，”他说。“但病毒与其主机交互的方式要复杂得多。”

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