编者按：提到“病毒”，人们往往联想到疾病与恐慌。然而，在浩瀚的海洋深处，病毒却扮演着截然不同的角色。最新研究揭示，海洋病毒竟是维持生态平衡的隐形推手——它们通过感染微生物，释放关键养分，滋养浮游植物，进而支撑起全球近2亿吨海产的庞大食物链。这颠覆了我们对病毒的固有认知，展现了一个微观世界如何悄然驱动地球的生命循环。跟随科学家们的脚步，让我们潜入大西洋的富氧水层，一探这些“海洋无名英雄”的奥秘。

　　病毒。这个词让人联想到疾病和疫情爆发的恐惧。然而，在海洋中，并非所有病毒都是坏消息。

　　有些病毒扮演着有益甚至关键的角色，维持着海洋生命的运转。

　　在一项新研究中，我们与国际科学家团队考察了大西洋表层下方一片广阔富氧水带中海洋病毒的行为。我们在那里的发现——及其在食物网中的作用——为海洋病毒提供了全新的视角。

　　研究如此微小的存在

　　病毒极其微小，直径通常不超过几十纳米，比细菌小近百倍，比一根头发丝的宽度小上千倍。

　　事实上，病毒小到无法用传统显微镜观察。

　　几十年前，尽管病毒对人类、动植物的重要性显而易见，科学家们却认为海洋病毒既不丰富，也不具备生态相关性。

　　随后，20世纪80年代末透射电子显微镜技术的进步改变了一切。科学家能够以超高倍率观察海水，看到了含有DNA的微小圆形物体。这些就是病毒，每毫升海水中存在数千万个——比过去估计的数量高出数万倍。

　　病毒如何滋养海洋世界的理论

　　大多数海洋病毒感染微生物细胞——这些细菌和藻类构成了海洋食物网的基础，并产生了地球上约一半的氧气。

　　到20世纪90年代末，科学家意识到病毒活动可能影响着碳和养分在海洋系统中的循环方式。我们在所谓的“病毒分流模型”中提出假设：海洋病毒裂解微生物细胞，将其碳和养分释放到水中。

　　这一过程可能增加到达海洋浮游植物的养分量。浮游植物为磷虾和鱼类提供食物，进而滋养全球海洋中更大的海洋生物。这意味着病毒对于驱动庞大全球渔业和水产养殖业（年产近2亿吨海产品）的食物网至关重要。

　　观察病毒的实际作用

　　在由生物学家娜奥米·吉尔伯特和丹尼尔·穆拉托雷领衔、发表于《自然通讯》期刊的新研究中，我们的国际团队展示了病毒分流的实际运作。

　　团队从横跨亚热带大西洋数百英里、厚达数米的富氧水带中采集样本。在这片属于马尾藻海的区域，一种名为原绿球藻的单细胞蓝细菌主导着海洋光合作用——每毫升海水中约有5万至超过10万个细胞。这些原绿球藻可能被病毒感染。

　　通过对群落RNA（在细胞内传递遗传指令的分子）进行测序，我们的团队能够同时观察几乎所有病毒及其宿主的活动意图。

　　我们发现，在这片海洋富氧带中，病毒感染率比周围海洋其他区域高出约四倍，而这些区域蓝细菌的繁殖速度较慢。我们观察到病毒正在原绿球藻中引发大规模感染。

　　病毒攻击细胞并释放有机物，细菌吸收这些物质并用于促进新生长。细菌通过呼吸释放碳，并以铵的形式释放氮。这种氮似乎刺激了光合作用和更多原绿球藻细胞的生长，导致产量增加，从而形成了这条富氧带。

　　病毒感染正在产生生态系统尺度的影响。

　　理解微观世界的重要性

　　病毒可能对人类和动物健康造成急性、慢性甚至灾难性影响。但这项由国家科学基金会支持的公海考察促成的新研究，与越来越多研究表明病毒是生态系统功能的核心参与者（包括在深海碳储存中发挥作用）的观点不谋而合。

　　我们生活在一个不断变化的星球上。监测和应对环境变化需要理解驱动全球过程的微生物及其机制。

　　这项新研究提醒我们，进一步探索微观世界——包括塑造微生物命运和地球系统运作的病毒生命——是多么重要。

　　史蒂文·威廉是田纳西大学微生物学教授。约书亚·韦茨是马里兰大学生物学教授。