科學家發現，感染微生物的病毒會影響甲烷循環，對氣候變遷產生重大影響。這項研究分析了來自不同環境的DNA，結果顯示病毒對環境的影響因生境而異。這項研究強調了病毒、微生物和甲烷排放之間的複雜關係，顯示有必要進一步探索病毒在氣候動力學中的作用。

研究發現，微生物一旦受到感染，就會攜帶產生甲烷的新基因。

最近的一項研究揭示，感染微生物的病毒在甲烷（一種強效溫室氣體）的環境循環中發揮關鍵作用，加劇了氣候變遷。

透過分析從各種湖泊到牛胃內部等15種不同棲息地採集的近1000組元基因組DNA數據，研究人員發現，微生物病毒攜帶有控制甲烷過程的特殊遺傳元素，即輔助代謝基因（AMGs）。根據生物棲息地的不同，這些基因的數量也會不同，這表明病毒對環境的潛在影響也因其棲息地而異。

這項研究的第一作者、俄亥俄州立大學伯德極地與氣候研究中心副研究員鐘志平說，這項發現為更好地理解甲烷如何在不同生態系統中相互作用和移動提供了重要依據。

“了解微生物如何推動甲烷過程非常重要，」鐘說，他也是微生物學家，研究微生物如何在不同環境中進化。”微生物對甲烷代謝過程的貢獻已經研究了幾十年，但對病毒領域的研究在很大程度上仍然不足，我們希望了解更多”。

這項研究發表在《自然通訊》雜誌。

病毒在溫室氣體排放中的作用

病毒幫助促進了地球上所有的生態、生物地球化學和演化過程，但科學家直到最近才開始探索它們與氣候變遷的關係。例如，甲烷是僅次於二氧化碳的第二大溫室氣體排放源，但主要是由被稱為古細菌的單細胞生物產生的。

這項研究的共同作者、俄亥俄州立大學微生物組科學中心微生物學教授馬修-沙利文（Matthew Sullivan）說：”病毒是地球上最豐富的生物實體。在這裡，我們在一長串病毒編碼的代謝基因中增加了甲烷循環基因，擴大了我們對其影響的了解。我們的團隊試圖回答病毒在感染過程中實際操縱了多少’微生物代謝'”。

儘管微生物在加速大氣變暖方面發揮的重要作用現已得到廣泛認可，但人們對感染這些微生物的病毒所編碼的甲烷代謝相關基因如何影響它們的甲烷產生卻知之甚少，鐘南山說。為了解開這個謎團，鐘志平和他的同事們花了近十年的時間從獨特的微生物庫中收集和分析微生物和病毒DNA 樣本。

研究小組選擇的最重要的研究地點之一是克羅埃西亞自然保護區內的弗拉納湖。在富含甲烷的湖泊沉積物中，研究人員發現了大量影響甲烷產生和氧化的微生物基因。此外，他們還發現了多種病毒群落，並發現了13 種有助於調節宿主新陳代謝的AMG。儘管如此，沒有任何證據表明這些病毒本身直接編碼甲烷代謝基因，這表明病毒對甲烷循環的潛在影響因其棲息地而異，鐘說。

牲畜和環境影響

總之，研究顯示，甲烷代謝AMG更有可能在宿主相關環境（如牛胃內部）中發現，而在環境棲息地（如湖泊沉積物）中發現的這些基因則較少。由於乳牛和其他牲畜也造成了全球約40% 的甲烷排放，他們的研究表明，病毒、生物和整個環境之間的複雜關係可能比科學家曾經想像的更加錯綜複雜。

鐘說：”這些發現表明，病毒對全球的影響被低估了，值得引起更多關注。”

雖然目前還不清楚人類活動是否影響了這些病毒的演化，但研究小組希望從這項工作中獲得的新見解能讓人們進一步認識到傳染源對地球上所有生命的影響力。儘管如此，要繼續深入了解這些病毒的內在機制，還需要進一步的實驗來進一步了解它們對地球甲烷循環的貢獻，鐘南山說，尤其是當科學家在研究如何減少微生物驅動的甲烷排放時。

他說：”這項工作是掌握氣候變遷的病毒影響的第一步。我們還有很多東西要學。”

編譯自: ScitechDaily