随着人类改变地球的气候和生态系统，科学家们正在研究地球的历史，以帮助预测气候变化可能带来的后果。为此，像冰川这样的巨大冰结构充当了大自然的冰柜，保存了过去气候和生态系统(包括病毒)的详细记录。
我们是一个由微生物学家和古气候学家组成的团队，研究古代微生物，包括保存在冰川冰中的病毒。我们与俄亥俄州立大学冰芯古气候学小组的同事朗尼·汤普森、弗吉尼亚·里奇和其他研究人员一起，研究了藏在青藏高原古里雅冰川冰芯中的病毒与其环境之间的相互作用。
通过将古代病毒群落的基因组与冰川冰中保存的特定气候条件联系起来，我们新发表的研究为这些病毒在过去4.1万年中如何适应地球不断变化的气候提供了见解。
解读病毒基因的历史
我们主要使用宏基因组——捕获环境样本中所有微生物的总遗传含量的基因组集合——来重建古里雅冰芯内9个不同时间间隔的病毒基因组。这些时间跨度跨越了三个主要的冷暖周期，为观察病毒群落如何响应不同的气候条件而发生变化提供了独特的机会。
通过我们的分析，我们恢复了相当于1705种病毒的基因组，将已知的冰川保存的古代病毒扩展了50多倍。
我们发现的病毒物种中只有大约四分之一与之前在全球数据集中捕获的近1000个宏基因组中发现的任何病毒具有物种水平的相似性。这些重叠物种大部分也来自青藏高原。
这表明，至少有一些保存在古里亚冰川的病毒起源于该地区，但它也说明了可用数据库中冰川病毒的相对缺乏。
利用这些新的参考基因组，我们试图“解读”它们的故事。
一个关键的发现是，病毒群落在寒冷和温暖的气候时期有显著差异。冰川上最独特的病毒物种群落出现在大约11500年前，与末次冰期到全新世的主要过渡时期相吻合。
这表明冷暖期独特的气候条件深刻地影响了病毒群落的组成。我们假设，这些影响可能是由于其他地方的病毒被改变的风模式吹进来，并受到冰川温度变化的选择压力。
深入研究之后，我们确定了病毒是如何与宿主相互作用的。为了做到这一点，我们使用计算机模型将病毒基因组与在这种环境中发现的其他微生物的基因组进行比较。我们发现病毒持续感染黄杆菌，这是一种在冰川环境中常见的细菌谱系。
我们还了解到，古里雅冰川上的病毒必须从宿主那里“窃取”基因，以操纵它们的代谢。在病毒基因组中编码了50个与代谢相关的辅助代谢基因，包括维生素、氨基酸和碳水化合物的合成和分解。其中一些基因在研究的所有9个时间间隔中都很丰富，这表明它们有助于微生物宿主应对冰川表面的恶劣条件，从而提高病毒的适应性。
因此，病毒不仅感染和杀死细胞，还可能在感染期间改变宿主的适应性，从而影响它们在冰川环境的极端条件下生存的能力。
气候随时间的变化
我们的发现为几万年来以病毒形式存在的生命如何应对气候变化提供了一个新的视角。
了解这些古老的相互作用为未来病毒学和气候科学的研究提供了一个独特的机会。通过研究古代病毒对过去气候变化的反应，研究人员可以对病毒如何适应持续的全球气候变化获得有价值的见解。
我们相信，冰川通过捕获每一层微生物及其生态系统随时间变化的信息，仍然是揭示地球气候及其所支持的生命历史的重要资源，特别是在冰川冰储量迅速减少的情况下。
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希望本篇文章《冰川中古老病毒基因组揭示气候变迁及病毒适应能力》能对你有所帮助！
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