以下文章经 
The Conversation 许可转载，The Conversation 是一家报道最新研究的在线出版物。
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影响。为此，像冰川这样巨大的冰结构充当大自然的冰箱，存档了过去气候和生态系统的详细记录——包括病毒。
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。与我们的同事朗尼·汤普森、弗吉尼亚·里奇以及俄亥俄州立大学冰芯古气候学研究组的其他研究人员一起，我们调查了保存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。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过 订阅来支持我们屡获殊荣的新闻报道。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续刊登有关塑造我们今天世界的发现和思想的具有影响力的报道。
通过将古代病毒群落的基因组与保存在冰川冰中的特定气候条件联系起来，我们新发表的研究深入了解了这些病毒如何在过去 41,000 年中适应地球不断变化的气候。
在病毒基因中解读历史
我们主要使用宏基因组学——收集基因组，捕捉环境样品中所有微生物的总遗传内容——从古里雅冰芯内九个不同时间间隔重建病毒基因组。这些时间范围跨越三个主要的冷暖循环，为观察病毒群落在不同气候条件下如何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1,705 种病毒物种的基因组，使已知的冰川保存的古代病毒增加了五十多倍。
西藏东南部冰湖和雪山。从采集冰芯的下游地区居住的人们数千年来一直在饮用这些冰川的融水。
Danny Hu/Getty Images
我们发现的病毒物种中只有约四分之一与之前在全球数据集中捕获的近 1,000 个宏基因组中识别出的任何病毒具有物种水平的相似性。这些重叠物种中的大多数也来自青藏高原。这表明至少一些保存在古里雅冰川中的病毒起源于该地区本地，但也说明了可用数据库中冰川病毒的相对缺乏。
使用这些新的参考基因组，我们试图“解读”它们的故事。
一个关键发现是，病毒群落在寒冷和温暖的气候时期之间差异显著。冰川上最独特的病毒物种群落出现在大约 11,500 年前，与末次冰期向全新世的主要转变相吻合。这表明寒冷和温暖时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来自其他地方的病毒被不断变化的风型吹入，并受到冰川上不断变化的温度的选择压力。
为了更深入地挖掘，我们接下来确定了病毒如何与其宿主相互作用。为此，我们使用计算机模型将病毒基因组与也在此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属，这是一种常见于冰川环境中的细菌谱系。
我们还了解到，古里雅冰川上的病毒必须从其宿主那里“窃取”基因来操纵其新陈代谢。病毒基因组内编码有50 个辅助代谢基因，这些基因与新陈代谢有关，包括维生素、氨基酸和碳水化合物的合成和分解。其中一些基因在所有九个研究的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，而且还可能在感染期间改变其宿主的适应性，反过来影响它们在冰川环境的极端条件下生存的能力。
随时间推移的气候变化
我们的发现为了解生命（以病毒的形式）如何在数万年中对气候变化做出反应提供了一个新的视角。
理解这些古代相互作用为未来病毒学和气候科学的研究提供了独特的机会。通过研究古代病毒如何应对过去的气候变化，研究人员可以深入了解病毒如何适应正在进行的全球气候变化。
我们认为，冰川冰通过捕获每个层中微生物及其生态系统随时间推移的信息，仍然是揭示地球气候历史及其所支持的生命的关键资源——尤其是在冰川冰储量迅速减少的情况下。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。