最新发现从海洋中喷射出来的细菌和病毒

某些种类的细菌和病毒在海浪断裂时容易被喷射到大气中，而其他的类群则不太可能被海水喷射到空气中。一个跨学科的团队来自斯克里普斯海洋研究所的科学家，加州大学圣地亚哥分校和j·克雷格·文特尔研究所(同时)后得出了这一结论，复制的浮游生物在一个独特的大气波设施中心由美国国家科学基金会资助的科学家气溶胶对化学环境的影响(CAICE)在斯克里普斯校园。发现由蜡状物质或脂类包裹的细菌和病毒数量较多，并在海喷气溶胶中富集。

在加州大学圣地亚哥分校的斯克里普斯海洋研究所，研究人员确定了在模拟海洋条件后，细菌类群最容易被喷射到空气中。图片：Christina McCluskey/Colorado St. Univ.

研究结果表明，这些微生物表面的拒水特性使它们更有可能被抛出海洋，就像海浪在海面上断裂一样。团队在美国国家科学基金会资助的研究包括化学家、海洋学家、微生物学家、遗传学家、儿科医学专家正在试图理解潜在的细菌和病毒感染可以走多远,如果那些对公众健康构成最大的风险是那些最有可能逃脱。在之前的研究中，研究小组的成员都有海喷雾气溶胶的特征，当海浪破裂时，海面上的气泡破裂。

加州大学圣地亚哥分校的联合任命斯克里普斯海洋研究所和化学和生物化学家Kim普莱瑟说：一些我们检测到的细菌被发现在皮肤和肠道，所以他们可能会影响你的健康这一点上，没有人真正知道海洋微生物的呼吸对健康的影响，正试图利用我们在斯克里普斯开发的独特的海洋大气设施来了解环境微生物的来源。加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)是世界上唯一能够直接测量从海洋转移到大气中的微生物的地方。

Prather的研究小组之前已经展示了微生物是如何在全球范围内传播的，它能够在风中行驶数万公里，有时还能重新进入海洋，并在旅途中重新出现。它们的化学性质，它们的感染能力，以及它们对云形成和沉淀的影响都可以进化。加州大学圣地亚哥分校生物化学研究员Michael Burkart说：意识到许多化学成分的气溶胶中发现来自微生物生活在海洋，所以第一个目标之一是找出哪些是存在于水中，然后理解哪些是气溶胶粒子能搭顺风车。

这项研究开发了在地球微生物组项目中开发的技术，该项目由合著者罗伯·奈特(Rob Knight)和其他人于2010年共同创立，以尽可能多地采集微生物群落，以了解微生物的生态以及它们与人类的相互作用。加州大学圣迭戈分校的儿科和计算机科学与工程学教授，也是是加州大学圣地亚哥分校微生物组创新中心的教授奈特说：在地球微生物组项目中，一个关键的挑战是模拟地球上的微生物，海洋喷洒的结果提供了一种全新的、意想不到的传播机制，将不得不考虑到对地球微生物生物圈的全面了解。

研究人员在34天的时间里，通过建立浮游植物的花朵来进行实验。在斯克里普斯海洋学实验室的水力学实验室里做了这个实验。几天后，被科学家称为中脑的复制海洋开始向空气中的细菌类群释放，如放线菌和棒状杆菌。在空气中所含的病毒与细菌相对较少，但是在空气中检测到的菌株，如疱疹病毒，有类似的水排斥表面，使它们能够从海洋转移到大气中。在加州大学圣地亚哥分校的研究小组现在开始研究海洋微生物对人类健康的潜在影响。人们对健康的影响知之甚少——无论是好还是坏，吸入的海洋空气都富含微生物和其他生物材料。

研究人员报告称，在军团菌和大肠杆菌等海水中发现的菌株并不常见，他们说这可能是某些沿海水域受到污染的证据。在污染径流中产生的病原体的知识，可以帮助提高对居住在海岸附近居民的人类暴露途径的了解。没有人预料到，这可能是一种特殊细菌和病毒的进化策略，让它们进入海洋。下一个挑战是弄清楚他们为什么要这么做，对我们的健康，甚至是地球的气候来说，这是好事还是坏事。这项研究发表在《自然通讯》期刊上，该研究由CAICE支持，该研究由Prather领导，并于2013年被确定为NSF化学创新中心。

博科园-科学科普｜参考期刊文献：Nature Communications｜来自：加州大学圣地亚哥分校