湖底

环境对南极弗里克塞尔湖底栖微生物垫代谢策略分布的控制

生态学理论认为，环境条件的异质性极大地影响着群落结构和功能。然而，使用以植物和动物为主导的系统发展起来的生态学理论在多大程度上适用于微生物群落尚不清楚。研究微生物群落中的代谢策略对于检验生态学理论的普遍性特别有益，因为微生物的代谢能力远比植物和动物广泛。我们使用宏基因组分析来探索弗里克塞尔湖的能量和物理化学梯度与其底栖微生物群代谢能力之间的关系。代谢标记基因相对丰度和基因家族多样性的统计分析表明，产氧光合作用、碳固定和基于黄素的电子分叉区分了在不同环境条件下生长的垫子。基因家族多样性模式表明，除了资源梯度之外，时间环境异质性可能也很重要。总体而言，我们发现弗里克塞尔湖光合有效辐射 (PAR) 和氧气浓度 ([O 2 ]) 的环境异质性为群落的代谢多样性和组成提供了框架，符合其系统发育结构。由此产生的微生物生态系统的组织符合最大功率原理和物种分类模型。