新研究發(fā)現(xiàn)地下有龐大的微生物種群！
微生物查詢網(wǎng) / 2019-04-16 11:17:28
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 地球上有約五分之一的生物藏身地下，但人們對(duì)地下生物王國(guó)知之甚少。美國(guó)科學(xué)家日前在科羅拉多州發(fā)現(xiàn)了新的龐大地下微生物種群，并對(duì)這些微生物進(jìn)行了基因測(cè)序。
美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員日前在英國(guó)《自然·通訊》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告說(shuō)，他們?cè)诳屏_拉多州賴夫爾鎮(zhèn)附近一個(gè)地下蓄水層采集了沉積物和地下水樣本，對(duì)從中發(fā)現(xiàn)的２５００多種微生物進(jìn)行基因組重建。
研究人員獲得的微生物基因組涵蓋了近８０％所有已知細(xì)菌門類。在同一地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)如此豐富的微生物令人震驚。除此之外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了４７個(gè)新的門級(jí)細(xì)菌種群，加上去年發(fā)現(xiàn)的３５個(gè)，使已知的細(xì)菌門類數(shù)量又增加了一倍。他們因此重新繪制了用于描述物種演化的“生命樹”。
研究還發(fā)現(xiàn)了地下微生物之間的高度相互依存關(guān)系，并進(jìn)一步了解了地下微生物是如何參與碳循環(huán)、氮循環(huán)、氫循環(huán)等地球上的一些重要循環(huán)。這些循環(huán)對(duì)地球上的大氣和生命非常重要，了解它們有助于在氣候模擬等預(yù)測(cè)性模型中更準(zhǔn)確地反映這類循環(huán)。
研究人員觀察到，微生物群落中存在一種可稱作“代謝切換”的現(xiàn)象，即一種微生物的代謝產(chǎn)物成為另一種微生物的食物。上述這些物質(zhì)循環(huán)正是由代謝切換所推動(dòng)，這需要微生物之間高度的相互依存來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，大多數(shù)微生物都不能獨(dú)自降解一種化合物，還需要微生物之間的“團(tuán)隊(duì)配合”。
以地下水中的硝酸鹽為例，微生物可以把硝酸鹽還原為無(wú)害的氮?dú)?。這一反硝化作用分４個(gè)步驟進(jìn)行，其中第三步會(huì)產(chǎn)生溫室氣體一氧化二氮。如果參與第四步的微生物不活躍，沒有接受一氧化二氮的代謝切換，那么反硝化作用失敗，溫室氣體就會(huì)進(jìn)入大氣中。
勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室大氣與生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)部高級(jí)科學(xué)家、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校地球與行星科學(xué)系教授吉爾·班菲爾德說(shuō)，高度的微生物多樣性和經(jīng)由代謝切換產(chǎn)生的相互關(guān)聯(lián)，很可能造就了生態(tài)系統(tǒng)的豐富多樣性。
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