海洋中的微观白垩盘通过传播病毒在地球的碳循环中发挥关键作用

罗格斯大学领导的一个科学家团队研究全球丰富的装甲海洋藻类Emiliania huxleyi的病毒 - 宿主相互作用，发现藻类产生的圆形白垩板可以作为病毒感染的催化剂，这对数万亿微观海洋生物和全球碳循环产生了巨大影响。

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“在一滴海水中，将有大约1，000到10，000个E. huxleyi细胞和大约10万个病毒，”罗格斯大学环境与生物科学学院(SEBS)海洋和沿海科学系教授Kay Bidle说。“他们都在进行一种军备竞赛，我们正在研究它，看看它是如何发挥作用并影响地球的碳循环的。

研究人员在《科学进展》上报道说，通过对海洋和实验室的观察，他们发现，被称为球石的白垩(碳酸钙)板是以前未意识到的病毒感染的核心参与者，可以在几周内使浮游植物大量繁殖到一些国家的大小。

“球石可以作为死亡的催化剂，将病毒直接递送到藻类细胞以进行成功感染，”SEBS海洋与沿海科学系博士生，该研究的主要作者Christopher Johns说。

E. huxleyi是一种单细胞浮游植物，像树木一样进行光合作用。在浮游植物的情况下，它们将溶解在海水中的二氧化碳转化为有机化合物，同时产生氧气。

“海洋中的浮游植物贡献了地球约一半的氧气，另一半来自陆地植物，”比德尔说。“你呼吸的每一口气都来自浮游植物。

E. huxleyi以其通过产生球石来生物矿化碳酸钙(类似于珊瑚)的能力而闻名，球石排列在细胞表面以形成装甲层。这些球石被产生，然后以连续的循环排放到周围的海水中。

根据Bidle的说法，多年来，人们对这些球石的功能知之甚少。研究人员认为，白垩盔甲的存在部分是为了保护浮游植物免受病毒感染。被丢弃的游离球石通常被认为是被动漂流的浮游颗粒，几乎没有生物学或生态作用。

但在罗格斯大学新不伦瑞克分校库克校区的实验室进行的实验中，约翰斯和其他团队成员观察到，排出的球石可以找到返回赫胥黎埃氏菌细胞的途径，重新附着，同时运送病毒颗粒，促进感染。这种传播和催化感染的能力是球石的一个意想不到的作用，具有重要的潜在生态系统结果。

Bidle说，这一发现还与气候变化和地球的碳循环有重要联系。受感染的E. huxleyi细胞产生一种粘性胶水，可以帮助颗粒聚集成所谓的“海洋雪”。当海洋积雪沉入深海时，它有助于封存和掩埋碳，将其从大气中清除数百到数千年。球石在这个过程中很重要，因为它们比海水重，有助于使颗粒更快、更快地沉入深海。

Bidle说，通过协助浮游植物的死亡，以及海洋积雪的形成和下沉，球石生物矿物质最终可以对从上层海洋和大气中去除二氧化碳产生积极影响。

“这意味着球石促进了数千年来将碳封存或沉入深海的过程，使它们成为平衡地球碳循环的重要参与者，”比德尔说。

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