病毒:自然的力量

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这是一种噬菌体的3D渲染,一种感染和复制细菌内的病毒。OonaRäisänen./维基共享

病毒能够创造浩劫。有时当我想到病毒时,我会拍摄大规模爆发的照片。通常这张照片不是电影“传染”中描绘的几乎世界观的公共健康噩梦,但它仍然是可怕的。这种疾病导致病毒的方面是引人注目的。但是,由于我的微生物学课,我现在就像想到这些奇怪的方式非生物实体充当影响微生物多样性的自然的环境力量。

虽然最熟悉的病毒导致人类引起疾病,但有病毒在每种规模中感染生物,从植物和动物一直到微生物。通过捕食其他生物,病毒在自然选择中发挥作用。由于环境中存在的大量病毒,这种选择对微生物水平具有重要意义。

在一直存在的水生生态系统中研究了,病毒比细菌的比例大约10至1的比例。并且总体而言,病毒可能超过地球上的所有其他生物学形式。一些病毒“放牧”影响我们可以观察的系统 - 例如一个研究组最近发现病毒c解除消亡藻类绽放,光合作用生物的生长在跨越数千英里的海洋表面或淡水的表面上。

病毒攻击细菌细胞的方式在其微生物多样性的成形方面也很重要。其中一种方法杀死细胞是通过破裂细胞膜或“裂解”细胞的一种方式。在细菌细胞中,遗传物质不封闭在其自身的核膜中,因此当病毒裂解这种类型的细胞时,DNA被从细胞中释放到环境中。

细菌有能力从环境中占据DNA并将其纳入自己的基因组。通过裂解细胞,病毒在通过非生殖方法通过非繁殖方法转移到DNA的过程中,称为水平基因转移。有趣的是,细菌可以通过水平基因转移获得的DNA可以赋予可能影响微生物群落的遗传多样性的新能力(如抗生素抗性)。

个体类型病毒的性质也影响了微生物群落的结构。病毒对于特定类型宿主的选择性会影响细菌种群的营业额动态。某些类型的病毒可以在寄生的关系中长时间与主机共存,而其他病毒在感染后更快地杀死细胞。一些病毒甚至采用一个名为“杀死胜利者,它们专门针对最丰富的细菌种群。这可能导致病毒和被捕食细菌快速生长和衰退的循环。

虽然病毒可以造成巨大的伤害,但它们也发挥着通常被完全忽视的作用。就像流过峡谷的浅溪,或者侵蚀粗糙石头的风,病毒塑造了微生物世界的地貌。

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