病毒是驱动海洋浮游细菌昼夜动态的重要因素

昼夜循环是海洋生态系统中最常见的周期性模式之一。此前，海洋浮游细菌的昼夜节律变化通常归因于细菌光依赖性生理机制或其与光合生物的相互作用等因素。

然而，病毒在这些昼夜节律变化中的重要作用在很大程度上被忽视了。病毒作为海洋中最丰富、最多样化、动态变化的生命粒子，是海洋生态系统不可或缺的组成部分。它们通过感染宿主细菌来调节全球生物地球化学循环。先前的研究已经发现病毒活动遵循特定的昼夜模式。

例如，感染光合蓝藻的病毒在白天更具传染性，而在夜间往往会变得“休眠”。然而，对于自然海洋环境中的病毒如何影响浮游细菌的昼夜节律仍然知之甚少，这极大地阻碍了我们对海洋生态系统的准确认识。

《Research》发表的一项新研究发现，病毒与宿主的相互作用在沿海和公海栖息地具有不同的昼夜模式，揭示病毒是驱动海洋浮游细菌昼夜节律变化的重要因素。

厦门大学张瑞教授和焦年志教授领导的研究小组从沿海和公海环境的不同水层收集了完整昼夜循环的现场样本。他们分析了病毒的丰度、生产、衰变和感染策略与浮游细菌的丰度、代谢活动、群落结构和多样性之间的相互关系，探索病毒与宿主相互作用的昼夜模式。研究结果表明，病毒与宿主相互作用的昼夜节律在不同的生态系统和水层中有所不同。

沿海和公海表层水域的病毒都表现出“夜间生产”模式，其特点是白天产量低、衰减率高，而夜间产量高、衰减率低。同时，叶绿素最大层、透光层底部和无光层的模式有所不同。此外，研究发现，在昼夜时间尺度上，病毒的裂解作用是抑制细菌代谢活动的重要因素。

研究还发现，不同栖息地细菌群落的昼夜变化受到不同病毒感染策略的显着影响。在沿海地区，细菌群落的多样性与溶原性病毒的产生呈显着的负相关。

这表明溶源性病毒感染增加导致宿主细菌群落多样性下降，为新提出的“胜利者背负”理论提供了有力的证据。然而，在公海环境中，细菌群落的多样性与裂解病毒的产生之间存在统计学上显着的正相关性。

这表明裂解性病毒感染的增加导致宿主细菌群落多样性的增加，这与经典的“杀死胜利者”模型一致。这表明病毒感染是驱动海洋细菌群落昼夜动态变化的重要因素。

示意图概述描述了病毒与宿主相互作用的与深度无关和栖息地特定的昼夜模式。信用：研究

因此，研究表明，经典的“杀死胜利者”理论和较新的“搭载胜利者”理论并不对立，而是互补、共存的病毒生态策略。这表明病毒与宿主的相互作用在不同的生态环境中具有不同的模式。

这项研究确定病毒是驱动细菌群落日常变化的重要因素。这项研究揭示的病毒与宿主相互作用的模式也为探索病毒对海洋生物地球化学循环的贡献提供了新的视角。

这表明，选择不同的病毒感染策略不仅可以调节宿主群落的结构，还可以通过影响溶解有机物库来影响海洋碳循环和全球气候变化。未来的研究需要深入研究不同生态环境和不同时间尺度下裂解性和溶源性病毒与宿主相互作用的过程和生态重要性。