为什么地球上最常见的海洋细菌之一却出奇的脆弱

地球上最丰富的生物体之一也可能是最脆弱的生物体之一。一群被称为 SAR11 的海洋细菌在世界各地的表层海水中占主导地位,长期以来一直被认为完全适应了营养贫乏的海洋中的生活。但新的研究表明,这种显着的效率可能伴随着[...]为什么地球上最常见的海洋细菌之一如此脆弱的帖子首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告

地球上最丰富的生物体之一也可能是最脆弱的生物体之一。

一群被称为 SAR11 的海洋细菌在世界各地表层海水中占主导地位,长期以来一直被认为非常适合营养贫乏的海洋中的生活。

但新的研究表明,这种显着的效率可能伴随着一个隐藏的弱点。

SAR11 细菌无处不在。在海洋的某些地区,它们占所有海洋细菌细胞的 40%。

他们的成功很大程度上归功于一种称为基因组精简的进化策略。

数百万年来,SAR11 丢失了许多基因,使得细菌能够在稳定、低营养的环境中依靠很少的能量生存。这种精简的设计使它们变得异常高效和广泛。

然而,《自然微生物学》发表的一项新研究表明,这种极端的效率可能已经将 SAR11 推得太远了。

研究人员表示,细菌的简化基因构成似乎使其无力应对环境变化。

通过分析数百个 SAR11 基因组,科学家们发现许多菌株缺失大多数细菌赖以控制细胞周期的基因。细胞周期是仔细协调 DNA 复制和细胞分裂的过程。在大多数生物体中,这种调节对于健康生长和生存至关重要,尤其是当条件发生变化时。

如果没有这些控制基因,SAR11 细菌在受到压力时会表现出异常的行为。

当环境发生变化时,许多细胞并没有减慢生长速度,而是继续复制其 DNA,但无法正常分裂。这导致细胞的染色体拷贝过多。

这项研究还有助于解释海洋科学中长期存在的难题。众所周知,当水中有机物质增加时,SAR11 种群会在浮游植物大量繁殖的后期减少。