研究人員在DNA中發(fā)現(xiàn)了隱藏的線索
曾經(jīng)想知道土壤是什么?亞馬遜熱帶雨林的土壤真的可以和你花園里的土壤一樣嗎?荷蘭生態(tài)研究所(NIOO-KNAW)和英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的研究人員正在利用DNA測(cè)序解鎖世界不同土壤的秘密,并首次在全球范圍內(nèi)分析生態(tài)模式和微生物群落。
該研究小組由來(lái)自世界各地的36位科學(xué)家組成,整理并分析了來(lái)自21個(gè)不同國(guó)家的土壤細(xì)菌數(shù)據(jù)。他們總共看了1900多個(gè)土壤,含有8000多個(gè)細(xì)菌群。
該研究發(fā)表在今天的“自然微生物學(xué)”雜志上,為使土壤成為土壤的細(xì)菌,以及土壤如何發(fā)揮作用以及應(yīng)對(duì)氣候變化等全球挑戰(zhàn)提供了新的見(jiàn)解。
研究發(fā)現(xiàn),無(wú)論從地球上收集的細(xì)菌,一些細(xì)菌群體總會(huì)出現(xiàn)在土壤中。無(wú)論是在英國(guó)還是在亞馬遜熱帶雨林的森林中,它們都是不變的。但其他細(xì)菌更挑剔,研究人員應(yīng)該注意這些細(xì)菌。這是因?yàn)檫@些細(xì)菌可以提供線索,使得一些土壤比其他土壤更肥沃,更適合種植作物。
來(lái)自NIOO-KNAW的Kelly Ramirez博士解釋說(shuō):“當(dāng)我們看到仙人掌時(shí),我們知道我們?cè)谏衬?,?dāng)我們看到一棵棕櫚樹(shù)時(shí),我們知道我們?cè)跓釒У貐^(qū),當(dāng)我們看到一棵草時(shí),我們幾乎可以同樣的想法,這個(gè)物種表明一個(gè)棲息地,對(duì)于土壤是真實(shí)的,但是我們使用土壤細(xì)菌而不是使用植物。但是如果你要從你的花園,森林,甚至草地上撿起一些土壤它可能很難區(qū)分出來(lái)。“
然而,生活在世界土壤中的微生物群落更加多樣化,包含的個(gè)體比地球上任何其他物種群體都多,并且可以告訴我們很多關(guān)于它們的起源。
來(lái)自曼徹斯特大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院(SEES)的Franciska de Vries博士補(bǔ)充道:“在土壤中,這些細(xì)菌有助于植物生長(zhǎng),循環(huán)碳并保持我們的生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。世界各地的科學(xué)家正在研究這些重要細(xì)菌但是他們都在使用不同的技術(shù)并且保持所有信息的組織是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。所以我們決定嘗試找到一種方法來(lái)鞏固所有的研究并將它們整合在一起。“
那時(shí),來(lái)自SEES和該論文的共同作者的Chris Knight博士也將他的專(zhuān)業(yè)知識(shí)帶到了這項(xiàng)研究中。他是微生物和計(jì)算機(jī)建模方面的專(zhuān)家,他使用了一種可以容納數(shù)千種細(xì)菌的特定技術(shù)。“機(jī)器學(xué)習(xí)”方法允許團(tuán)隊(duì)評(píng)估所有物種,并將它們與不同的環(huán)境因素相互匹配。
奈特博士補(bǔ)充道:“結(jié)果是對(duì)特定細(xì)菌群在塑造土壤細(xì)菌群落中的作用有了新的更清晰的認(rèn)識(shí)。有些細(xì)菌很常見(jiàn),但在任何特定土壤中出現(xiàn)的細(xì)菌多與細(xì)節(jié)有關(guān)。它們是如何被測(cè)量的,而不是土壤中的任何真正的差異。有些是非常罕見(jiàn)的,你只能在少數(shù)幾種土壤中看到它們,這并沒(méi)有多少說(shuō)明。但在兩者之間有細(xì)節(jié)的細(xì)菌家族,表明真正的差異在各種土壤中。“
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