抽象的元编码已经提供了对微生物多样性的前所未有的见解。在许多研究中,简短的DNA序列被纳入较低的Linnaean等级,排名组(例如属)是生物多样性分析的单位。这些分析假设Linnaean等级在生物学上具有有意义的,并且排名相同的组是可比的。我们为海洋浮游硅藻使用了一个元尺寸数据集来说明这种方法的限制。我们发现,20个最丰富的海洋浮游硅藻属的年龄从4到1.34亿年不等,这表明属的不相等,因为有些人比其他属的时间更多。然而,物种丰富度在很大程度上与属年龄无关,这表明属中物种丰富度的差异通过物种和灭绝率的差异来更好地解释。分类学分类通常不会反映系统发育,因此属级分析可以包括系统发育嵌套的属,进一步的基于等级的分析。这些结果强调了系统发育在理解微生物多样性模式中必不可少的作用。
海洋浮游生物群落形成了食物链底部相互作用生物的复杂网络,并在调节海洋生物地球化学周期和气候方面发挥了核心作用。但是,预测浮游生物社区会随着气候变化的响应而变化仍然具有挑战性。虽然物种分布模型是预测气候变化情景下物种生物地理变化的宝贵工具,但它们通常忽略生物相互作用的关键作用,这可以显着塑造生态过程和生态系统反应。在这里,我们引入了一个新颖的统计框架,关联分布建模(ADM),旨在建模和预测时空中的生态关联分布。应用于塔拉海洋基因组分辨的宏基因组学数据集,目前的生物地理位置摄影是临时海洋浮游生物协会的生物地理学揭示了沿纬度梯度组织的四个主要的生物地理生物群落。我们预测了这些生物群体特定社区的演变,以应对气候变化的情况,突出了对环境变化的差异反应。最后,我们探索了受影响的浮游生物社区的功能潜力,重点是碳固定,概述了其地理分布的预测演变以及对生态系统功能的影响。本文是主题问题的一部分,“相互关联的互动:通过空间和社交互动来丰富食物网研究”。
1塔斯马尼亚大学海洋和南极研究所,霍巴特大学,霍巴特大学,澳大利亚2号2南极气候和生态系统CRC,塔斯马尼亚大学,塔斯马尼亚大学,霍巴特大学7004,澳大利亚3 Aix Marseille Université大学(AAPP),塔斯马尼亚大学海洋与南极研究所,霍巴特大学7004,澳大利亚5地球科学院,澳大利亚国立大学,堪培拉2601,澳大利亚6海洋和生物地球化学系,F.-A。forel,日内瓦大学,1205年,日内瓦,瑞士7地球科学研究所,洛桑大学,1015年,瑞士洛桑市1015,瑞士8澳大利亚南极分部(AAD),金斯敦7050,澳大利亚澳大利亚7050,澳大利亚澳大利亚7050组织,澳大利亚霍巴特7004组织11 Laboratoired'OcéAnoghmiede Villefranche,Sorbonne Université,CNRS,CNRS,06230 Villefranche-Sur-Mer,法国 *通信 *通信:Marion.fourquez@gmail.com
摘要:控制了受冻土影响的湖泊中浮游动物的丰度和生物多样性的环境物理和化学因素是鲜为人知的,但它们确定了水生生态系统对正在进行的气候变化和水变暖的反应。在这里,我们评估了Bolshezemelskaya Tundra湖中浮游动物社区的当前状态(NE Europe的Permafrost Peatlands),并提供有关浮游动物的组成和结构的新信息。结果表明,浮游动物群落的结构受到湖泊形态特征和大植物湖泊过度增长程度的影响。根据浮游动物的定量发展水平,大多数苔原湖是贫营养类型的,平均湿生物量高达1 g/m 3。在小融化池塘的浮游动物群落中观察到的物种数量最多,其面积高达0.02 km 2,并且长满了大植物。对影响湖泊的形成的因素的分析表明,浮游动物的物种组成和定量特征是通过pH和水矿化控制的。与60年前收集的该地区湖泊的文献数据获得的结果比较表明,这些湖泊的生态系统处于稳定状态。总体而言,这些新见解将提高我们对控制浮游动力学的因素的知识,以独特但相当丰富的欧洲苔原的热力学湖泊,并受到持续的气候变暖。
沿海水域的浮游微生物构成了食物网和生物地球化学循环的基础。波罗的海地区具有明显的环境梯度,是典型的沿海环境。然而,迄今为止,对这些环境梯度的微生物多样性评估既缺乏分类范围,也缺乏空间和时间尺度的整合。在这里,我们使用 DNA 宏条形码分析了 398 个样本的原生生物和细菌多样性,这些样本与波罗的海和卡特加特海峡-斯卡格拉克海峡的国家监测同步。我们发现,与其他环境因素不同,盐度对细菌群落组成的影响大于对原生生物群落组成的影响。同样,贝叶斯模型表明,在较低(<9 PSU)和较高(>15 PSU)的咸水盐度中,细菌谱系出现的可能性都小于原生生物。尽管如此,原生生物的 α 多样性还是随着盐度的增加而增加。细菌 α 多样性的变化主要是季节性的,与冬季通过垂直混合引入深水生物群有关。我们认为原生生物在生态上对盐度不太敏感,因为区室化使它们能够将基本代谢过程与细胞膜分离。此外,细菌进一步和更频繁地扩散可能会阻碍局部适应。最终,基于 DNA 的环境监测扩展了我们对微生物多样性模式和潜在因素的理解。40
摘要:基于功能特征的方法的最新出现允许对社区内部功能和互动的作用进行更全面的评估。作为浮游植物的大小和形状是其对食草动物的可食用性的主要决定因素,某些形态功能性的浮游植物性状的改变或丧失应影响浮游动力,纤维性和人口动态。在这里,我们调查了变化的浮游植物形态功能性状分布对浮游动物的响应,并以对比鲜明的食物尺寸偏好和喂养行为的响应。To test this, we performed feeding trials in laboratory microcosms with size-fractionated freshwater phytoplankton (3 size classes, >30 µ m; 5–30 µ m and <5 µ m) and two different consumer types: the cladoceran Daphnia longispina , (generalist unselective filter feeder) and the calanoid copepod Eudiaptomus sp.(选择性馈线)。我们观察到控制和放牧的浮游植物群落之间的性状和组成的变化没有显着变化。然而,社区组成和结构在小和大尺寸的分数之间差异很大,这表明大小在结构天然浮游植物群落中的关键作用。我们的发现还强调了在研究浮游植物浮游生物中的生态动力学时,需要结合分类学和基于特质的形态功能的方法。
1 康奈尔大学微生物学系,纽约州伊萨卡 14853,美国 2 伍兹霍尔海洋研究所海洋化学和地球化学系,马萨诸塞州伍兹霍尔 02543,美国 3 佛罗里达大学土壤、水和生态系统科学系,佛罗里达州盖恩斯维尔 32611,美国 4 佛罗里达大学森林、渔业和测绘科学学院,佛罗里达州盖恩斯维尔 32611,美国 5 美属维尔京群岛大学海洋与环境研究中心,美属维尔京群岛圣托马斯 00802 6 南佛罗里达大学海洋科学学院,佛罗里达州圣彼得堡 33701,美国 7 美国地质调查局圣彼得堡海岸与海洋科学中心,佛罗里达州圣彼得堡 33701,美国 8 北伊利诺伊大学生物科学系,伊利诺伊州迪卡尔布 60115,美国 9 范霍尔·拉伦斯坦应用科学大学科学,8901 BV 吕伐登,荷兰 10 瓦赫宁根大学海洋动物生态学组,6708 PB 瓦赫宁根,荷兰 11 蒙大拿州立大学微生物学和细胞生物学系,博兹曼,MT 59717,美国 12 阿鲁巴国家公园基金会,圣克鲁斯,阿鲁巴岛
海洋微生物形成了相互作用的相互作用的复杂群落,这些群落影响了中央生态系统在海洋中的功能,例如主要的生产和营养循环。确定控制其组装和活动的机制是微生物生态学的主要挑战。在这里,我们整合了Tara Oceans Meta-Omics数据,以预测兴奋海洋中原核生物组合中的基因组规模社区相互作用。一个全球基因组分辨的共同活性网络揭示了各种系统发育距离之间存在显着数量的谱系关联。鉴定的共同活性群落包括显示较小基因组的物种,但编码更高的群体感应,生物膜形成和次生代谢的潜力。 社区代谢建模揭示了共同活性群落中相互作用的较高潜力,并指向保守的代谢交叉进食,特别是特定的氨基酸和B组B族维生素。 我们综合的生态和代谢建模方法表明,基因组的精简和代谢可营养噬菌体可能充当塑造全球海洋表面细菌群社区组装的联合机制。鉴定的共同活性群落包括显示较小基因组的物种,但编码更高的群体感应,生物膜形成和次生代谢的潜力。社区代谢建模揭示了共同活性群落中相互作用的较高潜力,并指向保守的代谢交叉进食,特别是特定的氨基酸和B组B族维生素。我们综合的生态和代谢建模方法表明,基因组的精简和代谢可营养噬菌体可能充当塑造全球海洋表面细菌群社区组装的联合机制。
幼虫在整个海洋中都很丰富。幼虫在研究中被忽略了,因为它们很难进行,并且被认为在生物地球化学周期和食物奖中并不重要。我们综合证据,表明它们的独特生物学使幼虫可以将更多的碳转移到更高的营养水平,而深入海洋,而不是通常所欣赏的。幼虫在人类世可能变得更加重要,因为他们吃的小浮游植物被预计在气候变化下会更加普遍,从而减轻了预计的预计未来在海洋生产力和薄片中的下降。我们确定了批判性知识差距,并认为应将幼虫纳入生态系统评估和生物地球化学模型中,以改善对未来海洋的预测。
微生物倾向于积聚在表面,形成诸如生物膜之类的聚集体,这使它们能够抵抗各种环境压力和抗菌剂。这种能力阻碍了对包括沙门氏菌在内的致病微生物引起的疾病的有效治疗,沙门氏菌是造成全球大量死亡的罪魁祸首。本研究旨在使用代谢组学方法比较肠炎沙门氏菌浮游细胞和固着细胞的代谢特征。用 LC/MS 方法分析从细菌细胞中提取的代谢物。使用 Thermo Xcalibur v 3.1 软件分析原始数据。对于数据处理,使用 XCMS 进行特征检测、保留时间、校正和对齐。通过 MetaboAnalyst 软件 v 6.0 中的单变量和多变量统计方法(PCA、PLS-DA、热图)分析数据矩阵。总共 121 种代谢物被推定为两种细菌状态之间的差异代谢特征,并且它们与它们相应的代谢途径相关。在浮游细胞中表现出正向调节的代谢物包括脯氨酸、苯丙氨酸,它们是必需代谢物的前体,也是应激适应机制的一部分。此外,腐胺和尸胺在生长、应激反应和细胞稳定性中起着至关重要的作用。相反,固着细胞中最具代表性的代谢物包括赖氨酸、腺苷、嘌呤、嘧啶和柠檬酸,主要与维持细胞稳态、应激反应和代谢调节有关。最后,通路富集分析确定了 11 条通路的代谢变化,主要涉及嘌呤和嘧啶代谢、精氨酸和脯氨酸代谢以及维生素 B6 代谢。这些发现有助于鉴定与肠炎沙门氏菌固着细胞生物膜形成有关的潜在代谢途径。