本文来源于海潮天下(Marine Biodiversity)
海潮·导读
研究团队对15种海洋哺乳动物的128个个体、237份组织样本进行测序,最终识别出超过120种病毒分类单元。
在42个样本池中,41个检测到病毒遗传物质,说明海洋哺乳动物体内普遍存在复杂而稳定的病毒群落。
研究发现约67%的样本池与其他个体共享至少一种病毒,其中大多数共享病毒出现在不同物种之间;
模型分析显示,幼年海洋哺乳动物体内的病毒丰富度约为成年个体的1.88倍,明显高于其他年龄阶段。
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出品 | 海潮天下
在人类关于海洋生态危机的叙述中,病毒长期处于一个容易被忽视的位置。塑料垃圾能够被拍成纪录片,鲸类搁浅会迅速登上新闻,但病毒传播就不同了。它们悄无声息,往往没啥视觉冲击、也缺乏即时可见的后果。直到近几年,高致病性H5N1禽流感开始在海狮、海豹等海洋哺乳动物中大规模暴发,狂犬病毒也被报告进入部分海洋食肉动物种群,人们才逐渐意识到,原来,海洋并不是一个能够天然隔绝病原体的世界。
真正的问题并不只是“海洋哺乳动物会不会感染病毒”,而是病毒如何在这些寿命长、活动范围巨大、彼此高度流动的动物之间传播。相比起陆地生态系统,这一直是病毒生态学中的一个空白区域。鲸类、海豹很难长期追踪,活体采样成本极高,很多物种又属于严格保护的动物。过去几十年里,研究人员主要关注少数会引发大规模死亡事件的病毒,例如海豹犬瘟热病毒、鲸类麻疹病毒等,但对于整个海洋哺乳动物群体究竟携带着怎样的病毒网络,人类几乎就没有过一个全貌性的认识。
海潮天下(Marine Biodiversity)小编注意到,近期发表在《分子生态学》上的一项研究,第一次比较系统地打开了这个“黑箱”。
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(图文无关)▲上图:一头抹香鲸。©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 海潮天下(Marine Biodiversity)
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120种病毒在深海乱窜,
海豹海豚的基因锁是怎么被冲破的
来自格拉斯哥大学等机构的研究团队,对苏格兰海洋动物搁浅计划保存的样本进行了元转录组测序分析。他们总共调查了15种海洋哺乳动物,包括海豚、鼠海豚、须鲸、抹香鲸以及多种海豹,涉及128个个体、237份组织样本。这些研究对象看似来自“搁浅尸体”,但恰恰因为海洋哺乳动物难以常规采样,这些长期积累的组织档案,成为目前少数能够重建海洋病毒生态网络的材料来源。
结果远比预想复杂。
研究人员在42个样本池中,只有1个没有检测到脊椎动物相关病毒,其余几乎全部存在病毒遗传物质。最终识别出的病毒操作分类单元超过120种,涵盖RNA病毒与DNA病毒,其中既包括较常见的细小病毒、环状病毒、黄病毒,也包括过去已知会引起海洋哺乳动物疾病的疱疹病毒、冠状病毒、以及杯状病毒。
▲上图:苏格兰野生海洋哺乳动物体内脊椎动物病毒家族的分布与丰度热图。图中横轴(x轴)按宿主物种及其所属科进行分类并进行颜色编码,每一列代表一个独立的测序样本库;纵轴(y轴)列出了检测到的不同脊椎动物病毒家族。网格颜色深浅反映了病毒在各样本库中的相对丰度,数值以每百万条非宿主序列中病毒序列数的对数来表示。论文出处:Arnold, Matthew J., et al.(2026)
这个研究发现,不同海洋哺乳动物之间存在频繁的病毒“共享”。
过去一种较常见的直觉认为,鲸类和海豹虽说同处海洋,但彼此生态位差异还是比较大的,病毒传播应当受到了明显限制。但实际结果显示,许多病毒跨个体传播,还能跨物种传播。
在这个研究识别出的19种“共享型病毒”中,约3/4出现在了多个宿主物种之间。部分病毒序列在不同物种中的核苷酸相似度高达99%以上,这意味着这些病毒并不是“远亲”,它们很可能就代表近期仍在传播的病毒谱系。
病毒传播的路径,也开始变得可以理解。海洋哺乳动物并不像人们想象中那样彼此隔绝。很多物种会围绕相同鱼群形成混合觅食区。例如,鼠海豚、宽吻海豚、小须鲸和灰海豹,在苏格兰海域经常会共享觅食空间;部分海豹种群甚至会直接捕食其他的小型海洋哺乳动物。海洋没有陆地那样明确的地理屏障,而大型哺乳动物又具备极强迁徙能力,一些鲸类每年跨越数千公里海域移动,这实际上构成了一个高度连通的传播网络。
该研究中一个颇有意味的发现,是病毒共享在“鲸类内部”与“海豹内部”相当普遍,但鲸类和海豹之间的共享却明显减少。换句话说,病毒传播并非完全随机,而是受到宿主亲缘关系限制。
研究人员认为,这意味着病毒需要跨越一定的生理与免疫兼容性门槛。海豹属于食肉目,鲸类则属于偶蹄目演化支系,系统发育距离会形成某种天然屏障。不过这种屏障并不牢固,因为研究依然发现了跨目共享案例。
这也是当前H5N1疫情最令人警惕的地方。禽流感原本主要在鸟类之间传播,但近年来已经频繁进入海洋哺乳动物群体。南美海狮的大规模死亡事件显示,病毒不仅能够“偶然感染”,还可能在部分海洋哺乳动物之间形成持续传播。一旦病毒获得更稳定的哺乳动物适应能力,那么,海洋生态系统可能会成为新的扩散场景。
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(图文无关)▲上图:鳍足类动物集锦(海豹、海狮、海象)。图源:公域
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那些看不见的跨物种病毒重灾区
而气候变化,正在放大这种风险。海水升温已经改变了许多鲸类和海豚的活动范围。鱼群分布北移、猎物减少,会迫使不同物种进入新的重叠区域。研究团队指出,这意味着过去较少接触的海洋哺乳动物,如今可能开始共享觅食场,病毒传播机会也随之增加。陆地生态学中已经有大量模型预测,气候变化会推动跨物种病毒传播,而这项研究表明,类似机制同样可能在海洋中发生。
相比病毒跨种传播,研究中另一个更稳定、也更值得关注的规律,其实来自年龄结构。
研究人员发现,幼年海洋哺乳动物体内的病毒多样性显著高于成年个体。统计模型显示,幼体样本中的病毒数量约为成体的1.8倍,而新生幼崽又明显低于已经断奶的幼年阶段。
这一结果与鸟类、蝙蝠中的研究高度一致。原因可能在于,幼年个体刚开始建立自身免疫记忆,对环境中的病毒更加易感;而成年动物经历过长期暴露后,已经积累了针对部分病毒的免疫能力。至于新生阶段病毒较少,则可能与母源抗体保护有关。
这意味着,海洋哺乳动物的种群结构变化,可能会直接改变病毒传播强度。比如说,某些经历了长期捕鲸历史的种群,目前,仍保留较高比例的年轻个体;而环境压力导致幼体死亡率波动,也会改变整个种群的年龄构成。研究人员提出,如果一个种群中年轻个体比例持续升高,那么,整体病毒传播潜力可能同步上升。
不过有意思的是,研究没有发现明显的“性别差异”。此前,曾经一些海洋毒理学研究认为,雄性海洋哺乳动物体内往往积累更多PCB等持久性污染物,而这些化学物质具有免疫抑制作用,因此理论上雄性可能更容易感染病毒。但,在实际病毒多样性分析中,该研究团队并未观察到稳定差异。这提示污染、免疫和病毒之间的关系,可能比过去理解得更复杂。
(图文无关)▲上图:前段时间,加州北象海豹首次测出禽流感病毒。图源:海洋哺乳动物中心
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苏格兰搁浅遗骸扯出微观风暴
当然,这项研究并不意味着人类已经“摸清”了海洋病毒生态。相反,它像是第一次照亮了一个此前几乎“不可见”的领域。
此次研究中使用的是搁浅动物样本,只能反映死亡时刻的病毒状态;很多低丰度病毒可能仍未被检测到;目前数据库中海洋哺乳动物病毒序列也极为有限。因此,现有结果更可能是一个保守估计。
但,它至少改变了一个长期存在的认知——海洋并不是病毒传播的边缘地带。
(图文无关)▲上图:俄罗斯海洋哺乳动物学专家Alexey M. Trukhin教授赠予小编的一只海豹玩偶。摄影 ©海潮天下(Marine Biodiversity)
过去,人类对海洋疾病的理解更多停留在单一病原层面,例如某次海豹疫情、某次鲸类死亡事件。而现在,随着“拼图”的碎片越来越多了起来,正在出现的是一个更完整的图景——海洋哺乳动物之间存在持续而复杂的病毒交换网络;气候变化、栖息地重组与种群结构变化,都可能重新塑造这个网络。新的跨种传播事件,也许早已开始了,只是陆地上的人类不知道而已。
本文参考资料
感兴趣的海潮天下(Marine Biodiversity)读者可以参看该研究的全文:
Arnold MJ, Bergner LM, Malik H, Ten Doeschate M, Davison NJ, Brownlow A, Mollentze N, Babayan SA, Streicker DG. Drivers of Viral Diversity and Sharing in Marine Mammals. Mol Ecol. 2026 Mar;35(6):e70294. doi: 10.1111/mec.70294. PMID: 41837347; PMCID: PMC12990167.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12990167/pdf/MEC-35-e70294.pdf
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信息源 | Arnold, Matthew J., et al.(2026)
文 | 王海诗
指导老师 | Linda
排版 | 卢晓雨
时间 | 2026年5月
欢迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn
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