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对于土壤微生物组

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随着我们的星球变暖,生命将如何生存和繁荣?如果宾夕法尼亚州Centralia周围的燃煤燃料土壤有任何迹象,那么基因组和细胞较小的生物体在未来可能会表现良好。

密歇根州立大学新研究的结果发表在最新一期的自然微生物学上,这是该类微生物第一次被发现。研究清楚地表明,对于土壤微生物组,高温导致平均基因组较小,细胞大小也较小,MSU微生物生物学家Ashley
Shade和该研究的主要作者说。

这不仅仅是一种微生物采用经济方法的情况;居住在热气腾腾的地方的大多数人口具有相同的特征。

这不是一项进化研究;当他们已经拥有这些特征时,我们看到有机体在炎热的环境中具有竞争力,Shade说。生活在较凉爽的环境温度区附近的人口与居住在炎热地区的生物不同。

有趣的是,微小生物的基因组大小类似于世界上完全不同的区域 –
那些在北极永久冻土中发现的区域。

与其他土壤相比,我们发现热土壤中的平均基因组大小与古代永久冻土中的基因组大小最相似,Shade说,关于她的国家科学基金会资助的研究。我们的工作假设是这些耐热细胞没有经历活跃的基因组减少,而是从未经历过实质性的基因组扩增,因为它们不是来自祖先状态。

土壤是世界上最复杂,最多样化的栖息地之一。一茶匙可以容纳数百万个微生物 –
活跃和休眠。事实上,它是休眠的微生物引起了研究团队的注意,因为它们似乎是宾夕法尼亚州这些嗜热生物的主要潜在来源。

自1962年以来,Centralia煤炭火灾一直在燃烧。大型地下煤层的点燃已经破坏了地区社区,但却创造了一个超凡脱俗的实验室,充满了废弃的道路,破旧的建筑物和蒸汽通风口,这些都是腐烂的鸡蛋。对于Shade的研究,她专注于生活在温度梯度上的微生物,从正常到热。

Shade团队发现的嗜热微生物似乎并没有从他们喜欢环境温度的邻居进化而来。而且,它们似乎并没有像外面的风一样从外部来源掉落。这留下了休眠的微生物,它们只是将它们的时间用于制造最佳的动画条件,作为其起源的罪魁祸首。

Centralia是一个野外环境,我们可以观察生物被大锤击中,Shade说。

在那里旅行可以让我们探索极端条件 –
那些导致整个社区向小基因组迁移的条件。梯度发生在相同的环境中,在相同的土壤中。

这种情况让研究人员疑惑,细胞和基因组的最低要求是什么?土壤,水或我们的肠道中还有哪些其他休眠微生物正在等待被唤醒和识别?

对于本研究的后续步骤,Shade的团队将深入研究这些微生物的来源。研究人员还将更密切地检查生活在梯度上的种群,确定重叠区域,并观察不同种群在火灾升温时过渡和竞争的地点和方式。

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