海洋微生物种群：全球变化的生物传感器
长期以来，动植物种群为研究生态系统运行机制和物种适应性提供了重要线索。相比之下，微生物群体的研究则面临更多挑战。由于多数微生物难以在实验室条件下分离、培养和个体基因测序，这些微小生物的多样性和功能仍处于初步探索阶段。
近期，海科学研究所（ICM-CSIC）在《微生物组》杂志上发表的研究指出，海洋微生物种群或许能够作为监测全球变化的重要生物传感器。这项研究系统回顾了当前关于海洋微生物群体结构和生态功能的研究成果，发现通过空间与时间尺度上的分析，可以揭示这些微生物如何对环境变化做出响应。
研究团队成员拉米罗·洛加雷斯指出，相较于物种级别的研究，微生物群体中出现的细微遗传变化更能反映环境的持续性演变。“这些微小的基因差异，往往与全球变化带来的微妙环境波动密切相关。”
洛加雷斯进一步强调，这一领域的突破性进展离不开分子与计算技术的发展。这些技术不仅提升了对微生物遗传信息的捕获能力，也使科学家能够在自然环境中更广泛地解析微生物的分布和多样性。
新一代分子工具的应用
宏基因组学与宏转录组学等技术的普及，使科学家得以直接从海洋样本中提取和分析微生物的遗传信息，克服了传统依赖培养方法的局限性。
这项研究整合了大量未培养水生微生物的遗传数据，揭示了海洋微生物种群具有高度的遗传多样性，并呈现出独特的种群分化与适应模式。结果显示，环境因子如温度在塑造微生物种群结构中发挥了关键作用。
“这些发现凸显了深入研究海洋微生物遗传多样性与种群动态的重要性，”洛加雷斯表示，“只有充分了解它们对环境变化的反应机制，我们才能评估其在生态系统中的韧性与脆弱性。”
该研究综合了150余篇相关文献，系统阐述了微生物群体的遗传变异如何影响生态系统过程与物种演化。研究还指出，在全球变化加剧的背景下，理解微生物群体的生态功能对于维持海洋系统的稳定至关重要。
海洋微生物承担着营养循环、污染物降解等关键生态过程，而这些过程的效率往往取决于微生物种群的结构和功能特征。
基于这些发现，研究团队建议进一步推动群体基因组学的发展，以揭示目前仍不完全了解的微生物多样性维度。洛加雷斯预测，该领域的深入研究将有助于更准确地理解海洋微生物组的组成和作用机制，从而为制定更有效的生态系统管理和保护策略提供科学依据。
更多信息：Ramiro Logares, “Decoding populations in the marine microbiome,” Microbiome (2024).
期刊信息：Microbiome
由西班牙国家研究委员会提供