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微生物生长和碳吸收主要是由自然驱动而不是培育

对于土壤微生物,它们的生命中有多少是由进化(自然)与其当前的环境(培育)驱动的?

事实证明,根据6月17日出版的“自然生态与进化”杂志上发表的一项新研究,土壤微生物的进化历史在生长速率和碳吸收方面发挥着更大的作用。

“我们的研究结果表明,与多细胞生物相似,土壤细菌在其自然栖息地中的特征受到进化历史的限制,其程度大于环境变异,”劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)生物学家Jennifer Pett-Ridge说。 - 论文作者。

在由西弗吉尼亚大学的Ember Morrissey领导的研究中,一群微生物生态学家研究了从针叶林到高沙漠草原等系统中的土壤微生物。他们发现,个体微生物种群的生长速度和碳吸收与反映进化关系的基因组方面直接相关,就像家谱可以跟踪家庭成员之间的相似特征一样。

微生物生长速率和碳吸收的大部分可解释的变异(约50%至90%)归因于每个物种的基因组难以连接的差异。

基于特质的理解社区的方法改变了世界对物种如何相互作用及其环境的理解。最着名的是,雀科物种的特征变异,如喙形态,帮助达尔文发展了进化论。

遗传性状不仅有助于将生态学与进化联系起来,而且基于特质的研究从根本上提高了科学家理解和预测生态系统生物地球化学的能力 - 例如通过将植物分类为不同的功能类型。但直到最近,由于它们的小尺寸和巨大的多样性,在其自然群落中表征微生物的特征几乎是不可能的。

在这项新研究中,该团队使用北亚利桑那大学开发的一种技术,称为定量稳定同位素探测(qSIP),允许对其自然环境中数百种微生物的生长速率和碳吸收等关键性状进行人口水平测量。

为了评估进化历史与环境条件对微生物特性的影响,该团队评估了四个不同海拔,温度和年降水量的生态系统的生长和碳吸收率:沙漠草原,松树杜松林地,黄松林和混合针叶林。

“与多细胞生命一样,进化历史和环境相互作用以确定微生物的性状分布,”另一位LLNL合着者Steve Blazewicz说。“进化史对功能特征的影响可能是跨越生活所有领域的普遍原则,无论单细胞群和多细胞群之间生活史的巨大差异如何。”

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