以色列巴伊蘭大學(Bar-Ilan University)與美國羅格斯大學(Rutgers University)合作的一項最新研究顯示,一類在全球碳循環中鮮少被注意的海洋RNA病毒,可能在全球碳循環中扮演著舉足輕重的角色。
這項研究發表知名國際期刊Science Advances,指出RNA病毒可能干擾海洋回收碳與養分的效率,進而決定多少碳是被長期封存於深海,亦或是重新返回到大氣中。這項發現為我們對氣候調控機制的理解更增添了新的一層概念。
微小卻強大的浮游植物
研究的主軸是「浮游植物」(phytoplankton),這類體型微小卻量能強大的藻類,不僅是地球氧氣的重要來源,也在全球碳循環中扮演大量吸收大氣中二氧化碳的關鍵角色。
當浮游植物遭病毒感染後而死亡時,會將溶解有機質(DOM, dissolved organic matter)釋放到海水中,成為海洋細菌的能量來源,驅動著地球最重要的再循環系統之一。
RNA病毒與DNA病毒的差別
研究團隊發現,不同類型的病毒對碳循環的影響差異很大。他們比較了DNA病毒與RNA病毒感染同一種常見浮游植物後的結果發現,若遭受DNA病毒感染,浮游植物釋放的DOM具營養價值,能有效支持細菌生長,促進碳的再利用。而遭受RNA病毒感染,產生的DOM則變得更難被分解,細菌必須耗費更多能量才得以利用,營養價值相對較低,導致碳循環效率下降,更多有機碳因此沉降到深海並被長期封存。
病毒改變了碳的流向
「病毒不只讓浮游植物死亡,它們還會從根本上改變碳在海洋中的流動方式」。研究主持人、以色列巴伊蘭大學(Bar-Ilan University)生命科學院Chana Kranzler博士指出。她因這項研究榮獲得以色列巴伊蘭大學頒發的克里爾獎(Krill Prize)。這項研究顯示,不同病毒類型的存在,會以不同方式重塑周圍微生物群落的交互作用,進而改變碳的循環模式,最終決定有多少碳會被長期封存於深海。
下一步的挑戰
每滴海水中都潛藏數百萬顆病毒。儘管RNA與DNA病毒在海洋中廣泛存在,它們各自在生態系統中的角色與對碳循環的影響,仍有許多尚待深入釐清的地方。這項研究提供了新的研究方向,幫助科學家理解海洋生命與全球氣候之間微妙而深遠的連結。在大氣二氧化碳持續攀升的今天,釐清碳封存的自然運作模式,比以往任何時候都更為迫切。
資料來源:
https://www.biu.ac.il/en/article/583679