科研进展
冰川生境变化改变微生物网络结构研究获新进展
近年来,全球气候变化和冰川退缩问题日益受到关注,冰川微生物区系研究逐渐成为重要的研究领域。与极地冰川相比,山地冰川通常具有陡峭的海拔梯度、不同生境之间的水文连通性以及更大的季节性变化。
高山冰川生态系统包含多种不同的生境,这些生境支持以细菌、真菌和古菌等微生物为主的多种生命形式。因此,了解气候变化对冰川相关区域的生态影响,描述冰川微生物群落结构在多个生境的变化特征变得至关重要。冰川的冻结和解冻过程伴随着微生物的封存、释放和定殖,该过程有可能通过重塑微生物相互作用来改变微生物介导的生态系统功能。
中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省极端环境微生物重点实验室科研团队在唐古拉山冰冻圈与环境西藏自治区野外科学观测研究站的协助下,研究了冬克玛底冰川四种冰川生境(雪、冰、融水和前沿土壤)的微生物群落结构特征,包括细菌、真菌和古菌。
研究结果表明,冰川微生物的封存、释放和定殖过程改变了冰川微生物群落的多样性和结构以及微生物网络的复杂性。科研人员利用域间生态网络方法,进一步研究了细菌、真菌和古菌之间的相互交叉作用。
研究结果显示,不同微生物之间的分级互动增加了细菌-真菌-古菌网络的复杂性,细菌-真菌-古菌网络的复杂性随着冰川微生物的封存、释放和定殖过程而依次增加。冬克玛底冰川微生物生态系统的关键物种主要是属于极单胞菌属的未分类物种。在冰川生态系统中,大多数关键物种都会受到多种环境因子特性的影响,表明关键物种并不会因为个别环境因子的突然变化而严重丧失。
该成果以Habitat changes due to glacial freezing and melting reshape microbial networks为题,在线发表在Environment International上,西北研究院博士研究生贾谱超为论文第一作者,张威研究员为通讯作者。该研究得到了甘肃省科技重大专项和国家自然科学基金委面上项目的共同资助。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016041202400374X
图 1. 冰川四种生境中细菌、真菌和古菌群落的跨营养级网络关系
图 2. 物种拓扑作用的 Z-P 图,雪(a)、冰(b)、融水(c)和土壤(d)