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美國(guó)科學(xué)家揭示青藏高原冰川保存的病毒群落可能與冷暖氣候變化有關(guān)!
  • 發(fā)布日期:2024-10-29      瀏覽次數(shù):586
    • 一項(xiàng)近期發(fā)表在《自然·地球科學(xué)》雜志上的研究,揭示了青藏高原古里亞冰川(Guliya Glacier)中保存的病毒群落與氣候變化之間的關(guān)系。俄亥俄州立大學(xué)伯德極地和氣候研究中心("Byrd Polar and Climate Research Center at Ohio State University")研究人員通過(guò)分析冰川冰芯中的病毒基因組,為理解地球history上冰川保存的病毒動(dòng)態(tài)提供了新的線索。

      研究團(tuán)隊(duì)利用基因組學(xué)方法,重建了來(lái)自古里亞冰川冰芯中跨越超過(guò)41,000年歷史的九個(gè)不同時(shí)間跨度的病毒基因組。他們發(fā)現(xiàn),病毒群落在寒冷和溫暖氣候條件下表現(xiàn)出顯著的差異,特別是在從末次冰川期過(guò)渡到全新世的關(guān)鍵氣候轉(zhuǎn)變期(約11,500年前)。通過(guò)對(duì)病毒與宿主之間相互作用的生物信息學(xué)分析,研究人員發(fā)現(xiàn)黃桿菌(Flavobacterium),一種常見(jiàn)的冰川優(yōu)勢(shì)譜系,在此期間持續(xù)受到高病毒壓力,這可能促進(jìn)了冰川生態(tài)系統(tǒng)在ji端條件下的適應(yīng)。

       

       

      圖1. 冰川冰采樣。a. 在中國(guó)西部的古里亞冰川高原進(jìn)行了鉆探,海拔6200米。在冰川表面鉆探了一個(gè)309.7米長(zhǎng)的冰芯。為了比較,我們之前對(duì)病毒的研究來(lái)自在山頂(海拔6650米)鉆探的冰芯。b. 從冰芯中采樣了九個(gè)深度,跨越兩個(gè)主要?dú)夂驎r(shí)代:全新世和末次冰期(LGS)。黑色數(shù)字表示從冰芯表面開(kāi)始的深度,品紅色文本提供了相應(yīng)的重建年齡,藍(lán)色/紅色文本指示寒冷/溫暖的古氣候條件。

       


      在生物地理學(xué)分析中,研究者發(fā)現(xiàn)大約四分之一的古里亞病毒分類單元與全球數(shù)據(jù)集重疊,尤其是與青藏高原的宏基因組數(shù)據(jù)集重疊。這表明古里亞冰川保存的病毒子集隨著時(shí)間的推移可能存在區(qū)域性的關(guān)聯(lián)。這一發(fā)現(xiàn)與先前的研究一致,即到達(dá)古里亞冰川上空的空氣主要來(lái)源于鄰近地區(qū)。

      該研究的創(chuàng)新之處在于,它first詳細(xì)地重建了跨越多個(gè)冷暖周期的病毒基因組,并揭示了病毒群落在不同氣候條件下的變化模式。研究中恢復(fù)了1,705個(gè)接近物種級(jí)別的病毒操作分類單元(vOTUs),這一數(shù)量是之前報(bào)道的冰川保存的古老病毒(GPAVs)數(shù)量的五十多倍。

       

       

       

      圖2 | GPAV數(shù)量、分類和群落聚類。a. 本研究的GPAVs與之前的報(bào)告對(duì)比。b. 本研究中GPAVs的分類.


      文章還討論了病毒群落對(duì)氣候條件的響應(yīng),特別是在寒冷和溫暖條件下病毒來(lái)源或環(huán)境選擇的不同。例如,寒冷時(shí)期的強(qiáng)風(fēng)可能導(dǎo)致冰川沉積物捕獲范圍的擴(kuò)大。這些發(fā)現(xiàn)不僅為我們理解過(guò)去氣候條件下的病毒生態(tài)提供了新視角,也為探索病毒如何影響古代生態(tài)系統(tǒng)提供了寶貴數(shù)據(jù)。

      未來(lái)的研究方向可能包括冰川病毒群落對(duì)現(xiàn)代氣候變暖的響應(yīng)、冰川病毒的生物地理學(xué)與傳播途徑,以及冰川病毒群落對(duì)全球碳循環(huán)的潛在影響等方面。隨著冰川的消融,保護(hù)這些珍貴的自然“時(shí)間膠囊”變得日益重要,因?yàn)樗鼈兲N(yùn)含著解開(kāi)地球歷史生態(tài)與氣候變化之謎的關(guān)鍵線索。

       

       

      圖 3.  古里亞病毒的生物地理學(xué)

       


      這項(xiàng)研究由來(lái)自青藏高原古里亞冰川的研究團(tuán)隊(duì)完成,并由Simon W. Matthews等人發(fā)表在《自然·地球科學(xué)》上,題目為“青藏高原冰川保存的病毒群落可能與冷暖氣候變化有關(guān)”。該研究為地球科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了新的見(jiàn)解,并為未來(lái)的氣候變化研究開(kāi)辟了新的方向。

       

       

      更多信息請(qǐng)閱讀:

      Zhong, ZP., Zablocki, O., Li, YF. et al. Glacier-preserved Tibetan Plateau viral community probably linked to warm–cold climate variations. Nat. Geosci.17, 912–919 (2024). 

       

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