巨型病毒及其噬病毒体的进化动力学

巨型病毒含有庞大的基因组，编码许多对病毒而言非典型的蛋白质，在大型病毒工厂中复制，并倾向于感染原生生物。巨型病毒的复制工厂又可能被所谓的噬病毒体感染，后者是较小的病毒，会对巨型病毒的复制产生负面影响。一个例子是感染原生生物棘阿米巴的拟菌病毒，它们自身又被噬病毒体 Sputnik 感染。本文使用数学模型研究了该系统的进化动力学。模型表明，噬病毒体种群将进化出越来越强的巨型病毒抑制能力，但进一步表明，这会使噬病毒体种群在广泛的参数范围内因动态不稳定性而易于灭绝。文中讨论了灭绝的含义以及避免灭绝所需的条件。另一个有趣的结果是，噬病毒体的存在可以从根本上改变巨型病毒的进化进程。在没有噬病毒体的情况下，预计巨型病毒会朝着提高其基本繁殖率的方向进化，而在其存在时则恰恰相反。因此，噬病毒体不仅可以通过抑制巨型病毒直接使宿主种群受益，还可以通过迫使巨型病毒向较弱的表型进化而间接获益。本文为这一模型提出了实验检验建议。