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本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自：環(huán)球科學(xué)ScientificAmerican 撰文 | JIM ROBBINS 編譯 | 楊雨 審校 | 吳非 我們知道,，大量各式各樣的病毒飄散在我們的空氣中,，那么我們與病毒接觸的機(jī)會有多大,？最近的一項(xiàng)研究首次探討了這一問題：每一天，都有數(shù)以億計(jì)的病毒落到每一平方米的土地上,。不過,，在感到頭皮發(fā)麻的同時(shí)，下面這件事你也應(yīng)該了解一下：除了帶來疾病疫情,，病毒對于人類演化和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng),，起著哪些不為人知的作用？  在西班牙內(nèi)華達(dá)山脈,，一只國際研究團(tuán)隊(duì)在高山上放置了4只水桶,。不過，他們的目標(biāo)不是統(tǒng)計(jì)每天的降水量,，也不是看有多少灰塵降落,，而是收集從天而降的病毒雨。 科學(xué)家推測,，在對流層和飛機(jī)飛行的高度之間,，有大量病毒環(huán)繞著地球旅行。此前人們對這個(gè)問題知之甚少,，這就是為什么沉降在桶中的病毒數(shù)量令不列顛哥倫比亞大學(xué)的海洋病毒學(xué)家柯蒂斯·薩特爾帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)震驚不已,。據(jù)計(jì)算，每平方米土地平均每一天都有8億只病毒如瀑布般傾瀉而下,。也就是說,，每天降落在地表的病毒數(shù)量高達(dá)1018只。 這些全球傳播的病毒大多數(shù)是隨著浪花散播到大氣中的,，還有一部分通過沙塵暴進(jìn)入大氣,。 “因?yàn)椴皇艿厍虮砻娴哪Σ磷璧K，可以長途跋涉,，所以洲際旅行對于病毒來說相當(dāng)容易”,，薩特爾舉例說，“我們不時(shí)會看到，從非洲卷入大氣的病毒最終沉降在北美,?！?/div> 這項(xiàng)由薩特爾博士主導(dǎo)的研究于不久前發(fā)表在《國際微生物生態(tài)學(xué)協(xié)會期刊》（International Society of Microbial Ecology Journal）上，這也是第一項(xiàng)計(jì)算落在地球上的病毒數(shù)量的研究,。不過,，這項(xiàng)研究不是為了研究流感或其他疾病，而是為了更好地了解我們頭頂上方豐富多彩的“病毒圈”,。 通常人們認(rèn)為,，這些病毒起源于地球表面并被海浪或沙塵卷向空中，但也有一些研究者認(rèn)為病毒實(shí)際上可能起源于大氣層,。（有一小部分研究者認(rèn)為病毒甚至可能來自外太空,，這種觀點(diǎn)被稱為“泛種論”。） 無論如何,，病毒有著迄今為止地球上數(shù)量最多的個(gè)體,。在一平方米的范圍內(nèi)，除了數(shù)億個(gè)病毒,，薩特爾團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了數(shù)千萬的細(xì)菌,。  附著在細(xì)菌細(xì)胞壁殘片上的病毒（來源：Biophoto Associates） 改變生物演化軌跡 我們印象中的病毒往往是傳染性病原體，但它們的真實(shí)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅于此,。病毒在世界上扮演的中心角色怎么夸大都不過分：它們對我們的免疫系統(tǒng)和腸道微生物群,、陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)、氣候調(diào)節(jié)和所有物種的演化都至關(guān)重要,。病毒包含非常多樣化的未知基因,，并將它們傳播給其他物種。 去年,，三位專家呼吁一項(xiàng)新舉措以更好地了解病毒生態(tài)學(xué),，尤其是隨著地球的變化?！安《菊{(diào)節(jié)著所有生物的功能和演化,，”俄亥俄州立大學(xué)的馬修·沙利文、佐治亞州理工學(xué)院的約書亞·韋茨和田納西大學(xué)的史蒂芬·威廉共同寫道,，“但至于到什么程度仍然是個(gè)謎,。” 病毒是否符合生物的定義,？這一問題始終存在爭議,。雖然它們是微生物世界的頂級捕食者，但它們?nèi)狈Ψ敝衬芰?，所以必須占領(lǐng)宿主細(xì)胞（即感染）并利用其細(xì)胞器進(jìn)行復(fù)制,。病毒將自己的DNA注入宿主,，有時(shí)合成的新基因?qū)λ拗饔幸娌⒊蔀槠浠蚪M的一部分。 研究人員最近發(fā)現(xiàn),，一種古老的病毒曾將其DNA插入到一類四肢動物的基因組中,，這類動物曾是我們的祖先。該段名為ARC的遺傳密碼是現(xiàn)代人類神經(jīng)系統(tǒng)的一部分,，在人類意識中發(fā)揮重要作用——包括神經(jīng)傳遞,、記憶形成和高階思維。據(jù)估計(jì),，40%~80%的人類基因組可能與古老病毒的侵襲有關(guān),。 病毒及其獵物也是全球生態(tài)系統(tǒng)的重要參與者。現(xiàn)在有許多研究旨在通過解讀病毒的這些行為過程,，進(jìn)一步理解地球生命的運(yùn)轉(zhuǎn)方式,。 “如果你能給海洋里的所有生命物質(zhì)稱重，其中95%是你看不到的,，它們負(fù)責(zé)供應(yīng)地球上一半的氧氣,。”薩特爾博士說,。 在實(shí)驗(yàn)室中，薩特爾博士過濾掉海水中的病毒,、留下他們的獵物——細(xì)菌,。在這種情況下，海水中的浮游生物會停止生長,。因?yàn)椴《臼欠浅Ｌ厥獾牟妒痴?，?dāng)正在捕食的病毒感染并消滅一種微生物時(shí)，它們會釋放體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì),，比如氮,，從而為其他細(xì)菌提供食物。這就和被狼殺死的麋鹿成為渡鴉,、郊狼等動物的食物一樣,。浮游生物生長的同時(shí),，會吸收二氧化碳并產(chǎn)生氧氣,。 一項(xiàng)研究估計(jì),，海洋里的病毒每秒會造成1024次感染,，每天破壞海洋中大約20%的細(xì)菌細(xì)胞,。 重塑地球生態(tài)系統(tǒng) 病毒通過改變微生物群落的組成來維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡,。例如,，當(dāng)有毒的水藻爆發(fā)形成水華時(shí),，病毒可以攻擊水藻,、致其分解并死亡,，從而在一天之內(nèi)結(jié)束水華,。 雖然有些病毒和其他生命體已經(jīng)共同演化并取得了一種平衡，但是一些病毒的入侵也可以造成迅速,、廣泛的破壞甚至導(dǎo)致物種滅絕,。 一些研究人員說，西尼羅病毒已經(jīng)改變了美國大量地區(qū)鳥類群落的組成：它們在殺死烏鴉的同時(shí)助長渡鴉的繁殖,。而在夏威夷的山區(qū)森林,，這里曾經(jīng)因?yàn)闅鉁靥投鴽]有蚊子生存，但隨著氣候變暖,，蚊媒的禽痘病毒開始在這里傳播,，多種鳥類滅絕預(yù)計(jì)將會滅絕。 當(dāng)物種消失時(shí),，這些變化可能波及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng),。一種名為牛瘟的病毒性疾病就是教科書般的案例。 19世紀(jì),，意大利軍隊(duì)將幾頭牛帶入北非,。1887年，牛瘟在非洲大陸蔓延,，殺死了從厄立特里亞到南非大片區(qū)域的偶蹄類動物,；在某些地區(qū)，甚至消滅了95%的獸群,。  19世紀(jì)的英國倫敦,，出現(xiàn)牛瘟疫情時(shí)，檢查公牛健康的場景,。（Universal History Archive） “病毒感染了羚羊,、角馬和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的其他大型食草動物?！眹H非盈利機(jī)構(gòu)生態(tài)健康聯(lián)盟的主席彼得·達(dá)斯扎克說,。該聯(lián)盟正在開展一項(xiàng)全球項(xiàng)目，將可能由動物傳染給人類的病毒進(jìn)行編目,。 “病毒不僅僅只對動物有影響,。因?yàn)樗鼈兪鞘巢輨游铮罅克劳龊笾脖粫艿接绊?，樹木得以在原先放牧的地方生長,，”達(dá)斯扎克說，“這些生態(tài)變化可以持續(xù)幾個(gè)世紀(jì)甚至數(shù)千年,?！?/div> 隨著牛瘟的傳播，再加上干旱,，大量的人死于饑餓,。在1891年,，一位探險(xiǎn)家估計(jì)有三分之二依靠牛生存的馬賽族人死去?！芭Ｎ翈缀跛查g將熱帶非洲的財(cái)富一掃而空,。”約翰·里德在他的書《非洲：一個(gè)大陸的傳記》中寫道,。 通過接種疫苗,，在2011年不僅是非洲，全球的牛瘟都被徹底消滅,。 病毒的有益作用鮮為人知,，尤其是在植物中。例如,，在黃石地?zé)釁^(qū)的高溫土壤中,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種依靠真菌在極端環(huán)境中生長的草，而這種真菌又是依靠病毒存活的,。 藜麥植株上的微小病毒斑點(diǎn)對其生存也很重要,。“這些斑點(diǎn)賦予植物耐旱性,，但不會導(dǎo)致疾病,，”賓夕法尼亞州立大學(xué)研究植物病毒生態(tài)學(xué)的瑪麗蓮·魯西克說，“它改變了整個(gè)植物的生理機(jī)能,?！?/div> “病毒不是我們的敵人，”薩特爾博士說,，“某些討厭的病毒會讓你生病，但重要的是要認(rèn)識到,，病毒和其他微生物對生態(tài)系統(tǒng)是絕對不可或缺的,。” https://www./2018/04/13/science/virosphere-evolution.html?rref=collection%2Fsectioncollection%2Fscience _____________ 如需轉(zhuǎn)載,，請聯(lián)系原作者
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