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     时间:2021-04-07 18:05:09  来源:

    加拿大,美国和欧洲的科学家正在寻求改写有关微生物生态学的教科书,提倡一种研究地球上最丰富的生命形式的新方法。

    他们认为,谈到微生物物种,利基比名称重要得多。

    不列颠哥伦比亚大学(UBC)科学家Stilianos Louca解释说,传统生态学告诉我们物种在生态系统中以一种方式获取能量-植物物种通过光合作用将光转化为化学能,而动物利用氧气来燃烧有机碳以提取能量。该综述发表在自然生态与进化上。

    “但是微生物系统拥有更多获取能量的方法,并且是高度冗余的。数百种物种可以在一种环境中共存并执行相同的生化功能,而在另一种环境中切换功能。”

    这一发现对解释微生物群落的变化或预测其健康具有重大意义,无论是在人类肠道中,在经过工程改造的生物精制过程中,还是在环境扰动或海洋生物多样性丧失期间。

    “作为研究人员,我们需要将生物化学过程与分类标签脱钩。我们需要完善和更新代表这种脱钩的术语,我们需要新的范式来解释微生物群落的变化。”

    微生物如何实现这种千篇一律的冗余?根据对超过59,000个测序的微生物基因组的分析,Louca及其同事认为它已被“烘焙”到系统中-负责特定生化功能的基因在整个生命树中广泛且不规则地分布。

    研究人员还排除了另一种普遍的范式-微生物种类组成的频繁和不可预测的波动是由于小种群中的随机生死事件。一些研究人员称之为“生态漂移”。

    Louca说:“我们的综合以及新的计算机模拟表明,这种观点可能是错误的。”“我们应该把重点放在生物体之间很大程度上未开发的生物相互作用上,例如病毒或抗生素战争的掠食,它们不一定会影响系统中主要的生物地球化学通量。”

    该合成基于过去两年中的微生物群落研究,涉及来自UBC,麻省理工学院,西蒙·弗雷泽大学,加利福尼亚大学,马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所和Eidgen?ssische Technische Hochschule的研究人员,瑞士。

    麻省理工学院助理教授奥托·科尔德罗(Otto Cordero)表示:“实验室外的微生物生态系统通常可以维持大量的类群,并具有执行相同代谢功能的潜力,这引发了这种明显冗余物种如何共存的问题。”谁没有参与这项研究。

    他说:“一种可能性是,通过人口中立等中立过程来维持共存。另一个是看似多余的分类单元根据细微的特征差异(例如附着力,运动性,酶亲和力)而在“微生态位”上有所区别。这项研究为后者建立了一个有力的案例,并对有关其对微生物生态系统研究的意义进行了深入的讨论。本文的一个重要推论是需要将分类单元分组为功能单元,类似于基于特征的生态学如何将行会中的植物分组。

     

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