微生物世界中多样性的下降及其影响

在生命之树的各个分支上，人类活动正在加速从沙漠到海洋再到森林的生物物种多样性的下降。但微观世界又如何呢？加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）生物科学学院的科学家们最近研究了在肉眼看不见的微小生态系统中，生物多样性下降可能对有机体和生态系统的健康产生重大后果。

博士后研究员乔纳森·迪基（Jonathan Dickey）和最近获得硕士学位的妮基·默瑟（Nikki Mercer），来自助理教授萨拉·杰克雷尔（Sara Jackrel）的实验室，研究了微生物组内多样性下降的影响——微生物组是指细菌等微生物形成的群落，这些微生物可以与宿主（如植物和动物）形成紧密联系。近年来，微生物生态学的研究发现，微生物组在调节宿主健康方面发挥着关键作用，因此研究人员相信，在我们的世界发生变化时，理解宿主微生物组内生物多样性丧失的影响至关重要。

迪基、默瑟及其同事使用浮游植物（phytoplankton），即单细胞的、类似植物的微生物，以及它们的外部微生物组作为可操作的模型系统。通过将宿主相关微生物组的多样性调整为三个水平（低、中、高），他们测量了微生物组多样性对宿主生长、持续存在以及由宿主促进的养分循环的影响。他们的研究还将这些微生物组多样性效应与温度升高和养分可用性改变的影响进行了比较，这两者也是受人类活动影响的、可能导致宿主有机体压力的因素。

研究结果表明，微生物组多样性下降的影响跨越了许多生物学组织层次，从宿主生理的变化到群落动态和养分循环效应。

这项题为“浮游植物相关微生物组内的生物多样性调节宿主生理、宿主群落生态和养分循环”的研究于2025年1月28日发表在《mSystems》杂志上。除了迪基、默瑟和杰克雷尔外，作者还包括生物科学博士生米尔特·奎佩尔斯（Mirte Kuijpers）和鲁本·普罗斯（Ruben Props）。这项工作是杰克雷尔实验室更广泛研究项目的一部分，该项目证明了浮游植物这种简单的微生物，允许精确操作，是研究宿主相关微生物组的宝贵系统。分析宿主-微生物组相互作用对于帮助科学家理解许多领域非常重要，例如人类皮肤和微生物群落健康。该项目由美国国立卫生研究院的国家普通医学科学研究所（R35GM142938）资助。

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