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      觀察性研究揭示了短程相互作用控制微生物群落的動(dòng)力學(xué)
      
			
      
				2020-02-12 10:23:44
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      眾所周知，微生物群落對于我們的星球是必不可少的。但是令人驚訝的是，人們對它們的功能知之甚少。瑞士聯(lián)邦水生科學(xué)技術(shù)研究所和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在正在對此問題進(jìn)行一些闡述。
      

      觀察性研究揭示了短程相互作用控制微生物群落的動(dòng)力學(xué)
      

      沒有它們，就不會(huì)有氧氣，人類和動(dòng)物將無法消化，地球上的物質(zhì)循環(huán)將停止：微生物。微生物群落還執(zhí)行的重要功能是水生系統(tǒng)。這些通常是社區(qū)內(nèi)生物之間相互作用的結(jié)果。例如，已知微生物會(huì)交換代謝產(chǎn)物或信號分子：某些細(xì)菌產(chǎn)生某些氨基酸，而其他細(xì)菌則無法產(chǎn)生。
      

      這些對于生長重要的重要物質(zhì)通過擴(kuò)散交換。但是，這只能發(fā)生在各個(gè)細(xì)菌之間一定距離的地方。到目前為止，此交互范圍的大小尚不清楚。Eawag和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)成功地測量了這些相互作用。他們在《自然生態(tài)與進(jìn)化》雜志上介紹了如何做到這一點(diǎn)。
      

      僅在很短的距離內(nèi)進(jìn)行交互
      

      研究人員開發(fā)了一種裝置，其中兩種細(xì)菌菌株的細(xì)胞在受控條件下生長，并在顯微鏡下觀察該生長。測量表明，緊鄰其他細(xì)菌菌株細(xì)胞的細(xì)胞生長更快。這是因?yàn)槟承┐龠M(jìn)生長的氨基酸僅由一種細(xì)菌菌株產(chǎn)生，然后通過擴(kuò)散將其轉(zhuǎn)發(fā)至相鄰細(xì)胞。
      

      但是，這種相互作用僅在千分之幾毫米的距離內(nèi)起作用。即使在兩個(gè)像元長度之間，這種相互作用也幾乎完全破裂。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物地球化學(xué)和污染物動(dòng)力學(xué)研究所教授馬丁·阿克曼(Martin Ackermann)表示：“微生物組因此并不總是能夠進(jìn)行代謝過程，因?yàn)樗幕钚詭缀跬耆谙噜徏?xì)菌細(xì)胞之間的相互作用。”
      

      為了更容易地理解這些相互作用及其對微生物群落特性的影響，研究人員開發(fā)了一種數(shù)學(xué)模型，該數(shù)學(xué)模型根據(jù)存在的氨基酸預(yù)測生長速率。幾乎所有的微生物群落都可以用這種方法進(jìn)行研究：研究人員現(xiàn)在正在將該方法應(yīng)用于包括參與水生生境碳循環(huán)的微生物。
      
			

			
        
      
			
      
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