我们知道的是：当病毒感染细菌时——这种情况在海洋、土壤甚至人类肠道中很常见——这种相互作用会产生一种全新的生物，称为“病毒细胞”。但科学家们仍在研究这种微生物融合如何影响周围环境，以及如何受到周围环境的影响。

四年前，科学家们建造了一个令人惊讶的实验室。

新发现的重点不仅在于这两种病毒细胞在海洋低磷酸盐区域中各自的行为方式，还在于环境对病毒感染细菌的常规事件有多大影响。

“当你只消耗一种营养物质时，就会产生巨大的影响——即使它是与早期研究中相同的细胞和相同的病毒，它也会改变感染的情况，”霍华德-瓦罗纳说。“那么如果我们进一步减少营养或消耗另一种营养物质，会发生什么?这告诉我们，在更接近自然界营养条件下研究细胞和病毒细胞将非常重要。”

两项研究的共同资深作者、俄亥俄州立大学微生物学教授 马修·沙利文 (Matthew Sullivan)表示，这项研究有可能改善海洋微生物系统的大规模建模，迄今为止，该系统往往缺乏病毒细胞成分。

“如果我们要预测生物体如何影响海洋地球化学，我们需要知道细胞群体如何相互作用，如何从环境中获取营养，以及如何改变构成细胞的有机物组成——以及所有这些如何共同导致气候变化以及海洋对气候变化的反应，”沙利文说，他也是 土木、环境和大地测量工程教授，也是俄亥俄州立大学微生物组科学中心 的创始主任 。

“对于在土壤中模拟微生物也是如此，土壤也没有富含营养的环境，而且我们对病毒细胞以及它们如何促进根部和农作物的健康知之甚少。”

在这项新研究中，研究人员发现，两种感染病毒确实对两种产生的病毒细胞的功能具有足够的控制权。这些病毒被称为噬菌体，它们被选中是因为它们具有非常不同的特性：一种在基因组上与宿主细菌非常相似，因此它专注于回收现有资源，而另一种不太相似的噬菌体必须更加努力地产生资源。在这两种情况下，目的都是获取能量并最大限度地复制病毒并最终杀死宿主。

“但在低磷酸盐环境中，这些差异缩小了，因此它们不那么重要——这表明环境对病毒细胞行为的影响可能比感染病毒更大，”霍华德-瓦罗纳说。

然后，两种病毒细胞都表现出应对饥饿的共同活动：激活细胞范围的应激反应，从代谢脂肪而不是碳水化合物中获取能量，并减少从环境中消耗的有机物的数量。

“世界上每个细胞都需要磷酸盐来制造 DNA 和能量，因此没有磷酸盐就没有生命，没有功能，没有新陈代谢，”Howard-Varona 说。“我们已经证明，在这些条件下，病毒细胞具有共同点。它们感知到营养限制，并且表现得比在营养丰富的环境中生长时更相似。

“环境对病毒感染非常重要——所以你可以想象这对每种环境都是如此。”

研究人员将把从海洋环境中了解到的大部分知识应用于土壤病毒细胞的研究。

这项工作得到了美国能源部 (DOE)、戈登和贝蒂摩尔基金会、美国国家科学基金会、美国国家过敏和传染病研究所以及密歇根大学自由支配基金的支持。

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