海洋微生物群体作为全球变化的潜在生物传感器
在生态学和进化生物学研究中，动植物种群一直是科学家关注的重点，它们在揭示生态系统动态和物种适应机制方面发挥了关键作用。相比之下，微生物群体由于难以在实验室中分离、培养和分析，其个体遗传组成的研究相对滞后。尽管这些微生物蕴藏着惊人的多样性，但其种群特征仍未被充分阐明。
最近，由西班牙海洋科学研究所（ICM-CSIC）主导的一项研究成果发表于《微生物组》（Microbiome）期刊，揭示了海洋微生物群体作为全球变化生物传感器的潜力。这项研究系统梳理了当前关于海洋微生物群体及其生态功能的认识，并指出，通过空间和时间尺度的分析，这些群体可能成为追踪全球变化的重要指标。
研究团队指出，微生物群体内部的细微遗传变化，比单一物种的分类更能灵敏地反映环境变化的趋势。这种变化与全球变暖、海洋酸化等长期环境压力密切相关。
洛加雷斯（Ramiro Logares）表示，这种分析得以实现，离不开近年来分子与计算技术的飞速发展。这些技术为在自然环境中探索微生物的遗传组成和空间分布提供了全新的工具。
“通过这些手段，我们能够检测与环境变化相关的遗传变异，并将其与适应过程联系起来。”洛加雷斯进一步解释道。
分子技术的突破推动微生物研究
宏基因组学和宏转录组学等新一代分子技术，使得直接从自然环境中解析微生物群体的多样性成为可能。这些方法不仅避免了传统培养技术的局限性，还大幅提升了研究效率和覆盖范围。
本研究整合了大量未培养水生微生物的遗传数据，结果揭示了海洋微生物群体在遗传层面的显著异质性。研究还识别出种群分化和适应性的特定模式，强调了环境因素（如温度）在塑造微生物群体结构中的决定性作用。
洛加雷斯指出：“这项研究突显了进一步探索海洋微生物群体的必要性。深入理解它们的遗传多样性与动态变化，将有助于评估其在全球变化背景下的稳定性或脆弱性。”
该研究基于对150余篇文献的系统综述，全面分析了微生物群体的特征及其与生态系统过程和进化适应之间的关系。
研究还强调，海洋微生物在维持生态系统功能方面发挥着不可替代的作用。它们参与营养循环、有机质分解和污染物降解等过程，而这些过程的效率往往受到微生物群体结构的影响。
基于这些发现，研究团队呼吁加大对群体基因组学的研究投入。洛加雷斯认为，“深入解析这一复杂且尚未完全理解的微生物多样性维度，将有助于揭示海洋微生物组的结构与功能机制，并为制定更有效的管理和保护策略提供科学依据。”
更多信息：Ramiro Logares, Decoding populations within the marine microbiome, Microbiome (2024). DOI: 10.1186/s40168-024-01778-0
期刊信息：Microbiome
来源：西班牙国家研究委员会