許多科學家認為，氣候變化是一個重大的威脅並且我們已經沒有時間來採取行動了。除此之外，新研究表明，樹木在應對氣候變化方面可能不像我們想像的那樣有效。如果我們能從大氣中吸收多餘的碳並將其永久地鎖在海底，那不是很好嗎？這聽起來像是科幻小說，但這確實是有可能實現的。

海洋是令人難以置信得廣闊，隨著我們對生活在那裡的微生物及它們與碳的相互作用有了更多的了解，我們有可能設想出能夠增加海洋碳儲存的工程項目。

科學家們最近對5500種海洋RNA病毒進行了深入研究，他們發現有幾種病毒可能有助於推動從大氣中吸收的碳在海底的永久儲存。

該分析還表明，這些新發現的物種中有一小部分從它們感染的生物體中“偷”來了基因，並幫助研究人員確定它們的假定宿主和在海洋過程中的功能。

除了繪製基礎生態數據圖之外，這項研究還使人們更全面地了解這些微小顆粒在海洋生態系統中發揮的巨大作用。

來自俄亥俄州立大學的微生物學研究科學家、該研究的論文共同第一作者Ahmed Zayed指出：“這些發現對於模型開發和預測碳的正確方向和正確幅度非常重要。”

如果考慮到海洋的浩瀚，量級問題則是一個嚴肅的考慮。

這項研究的論文第一作者、俄亥俄州立大學微生物學教授Matthew Sullivan設想，當大規模設計時，識別出的病毒可以作為生物泵的可控“旋鈕”以影響海洋中碳的儲存方式。

“隨著人類向大氣中投入更多的碳，我們要依靠海洋的巨大緩衝能力來減緩氣候變化，”Sullivan說道，“我們越來越意識到，我們可能需要在海洋的規模上調整這個泵。我們對那些能調整到更易消化的碳的病毒感興趣，這使得系統能夠生長、產生越來越大的細胞並且下沉。如果它下沉，我們就能再獲得幾百年或一千年的時間，免受氣候變化的最壞影響。我認為社會基本上指望這種技術修復，但這是一個複雜的基礎科學問題從而將其拆開。”

這項研究於6月9日發表在《科學》上。

這些RNA病毒是在Tara Oceans Consortium收集的浮游生物樣本中檢測到的，這是一項在Tara雙桅帆船上進行的關於氣候變化對海洋的影響的全球研究。這項國際努力的目標是通過熟悉生活在那裡的神秘生物可靠地預測海洋將如何應對氣候變化。據了解，這些生物承擔著吸收大氣中人類產生的一半碳和生產我們呼吸的一半氧氣的大部分工作。

儘管這些海洋病毒物種並不對人類健康構成威脅，但它們的行為跟所有病毒一樣，每一種都會感染另一種生物體並利用其細胞機制來製造自己的副本。雖然結果總是被認為對宿主不利，但病毒的活動可能為環境帶來好處–比如幫助消散有害的藻類繁殖。

界定它們在生態系統中的位置的訣竅是開發計算技術，該技術可以從基因組的片段中哄騙有關RNA病毒功能和宿主的信息，而這些片段按照基因組學的標準，一開始就很小。

論文共同第一作者Guillermo Dominguez-Huerta表示：“我們讓數據成為我們的指南。”他曾是Sullivan實驗室的博士後研究員。

對44,000條序列的統計分析揭示了病毒群落的結構模式，研究小組利用這些模式將RNA病毒群落分為四個生態區：北極、南極、溫帶和熱帶上層（最接近表面，發生光合作用的地方），以及溫帶和熱帶中層（200-1000米深）。這些區域跟研究人員之前確定的近20萬個海洋DNA病毒物種的區域分配密切相關。

研究顯示，雖然生物多樣性在赤道附近的溫暖地區趨於擴大而在靠近寒冷的兩極地區則下降，但Zayed指出，基於網絡的生態互動分析顯示，RNA病毒物種的多樣性高於北極和南極地區的預期。

“當涉及到多樣性時，病毒並不關心溫度，”他說道，“在極地地區，病毒和細胞生命之間有更明顯的相互作用。這告訴我們，我們在極地地區看到的高多樣性基本上是因為我們有更多的病毒物種在競爭同一個宿主。我們看到較少的宿主種類，但有更多的病毒種類感染同一宿主。”

研究團隊使用了多種方法來確定可能的宿主。首先他們根據海洋浮游生物中的病毒分類來推斷宿主，然後根據病毒和宿主的數量如何“共同變化”進行預測–因為它們的豐度是相互依賴的。第三個策略則包括尋找RNA病毒在細胞基因組中整合的證據。

Dominguez-Huerta解釋稱：“我們研究的病毒不會自己插入到宿主的基因組中，但許多病毒會意外地被整合到基因組中。當它發生時，這是一條關於宿主的線索，因為如果你在宿主基因組內發現一個病毒信號，那是因為在某些時候病毒在細胞內。”

雖然大多數dsDNA病毒被發現會感染細菌和古細菌，而這些細菌和古細菌在海洋中非常豐富，但這項新分析發現，RNA病毒大多會感染真菌和微生物真核生物，在較小程度上感染無脊椎動物。只有極小部分的海洋RNA病毒感染細菌。

該分析還意外地發現，在95種RNA病毒中散佈著72個功能不同的輔助代謝基因(AMGs)，這提供了一些最好的線索–說明這些病毒感染哪種生物及它們試圖重新編程哪些代謝過程以便最大限度地“製造”海洋中的病毒。

據悉，進一步基於網絡的分析確定了1243種跟碳輸出有關的RNA病毒，非常保守地講，有11種病毒被暗示參與了促進向海底的碳輸出。其中，跟藻類家族的宿主有關的兩種病毒被選為最有希望的後續目標。

Sullivan說道：“建模已經到了我們可以從這些大規模的基因組調查中提取基因袋並繪製代謝圖的地步。我設想我們使用AMG和這些被預測為感染特定宿主的病毒來實際撥動這些代謝圖以獲得我們需要的碳。而正是通過這種新陳代謝活動，我們可能需要採取行動。”