研究人員在DNA中發(fā)現(xiàn)了隱藏的線索

曾經(jīng)想知道土壤是什么?亞馬遜熱帶雨林的土壤真的可以和你花園里的土壤一樣嗎?荷蘭生態(tài)研究所(NIOO-KNAW)和英國曼徹斯特大學(xué)的研究人員正在利用DNA測序解鎖世界不同土壤的秘密，并首次在全球范圍內(nèi)分析生態(tài)模式和微生物群落。

該研究小組由來自世界各地的36位科學(xué)家組成，整理并分析了來自21個不同國家的土壤細(xì)菌數(shù)據(jù)。他們總共看了1900多個土壤，含有8000多個細(xì)菌群。

該研究發(fā)表在今天的“自然微生物學(xué)”雜志上，為使土壤成為土壤的細(xì)菌，以及土壤如何發(fā)揮作用以及應(yīng)對氣候變化等全球挑戰(zhàn)提供了新的見解。

研究發(fā)現(xiàn)，無論從地球上收集的細(xì)菌，一些細(xì)菌群體總會出現(xiàn)在土壤中。無論是在英國還是在亞馬遜熱帶雨林的森林中，它們都是不變的。但其他細(xì)菌更挑剔，研究人員應(yīng)該注意這些細(xì)菌。這是因?yàn)檫@些細(xì)菌可以提供線索，使得一些土壤比其他土壤更肥沃，更適合種植作物。

來自NIOO-KNAW的Kelly Ramirez博士解釋說：“當(dāng)我們看到仙人掌時(shí)，我們知道我們在沙漠中，當(dāng)我們看到一棵棕櫚樹時(shí)，我們知道我們在熱帶地區(qū)，當(dāng)我們看到一棵草時(shí)，我們幾乎可以同樣的想法，這個物種表明一個棲息地，對于土壤是真實(shí)的，但是我們使用土壤細(xì)菌而不是使用植物。但是如果你要從你的花園，森林，甚至草地上撿起一些土壤它可能很難區(qū)分出來。“

然而，生活在世界土壤中的微生物群落更加多樣化，包含的個體比地球上任何其他物種群體都多，并且可以告訴我們很多關(guān)于它們的起源。

來自曼徹斯特大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院(SEES)的Franciska de Vries博士補(bǔ)充道：“在土壤中，這些細(xì)菌有助于植物生長，循環(huán)碳并保持我們的生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。世界各地的科學(xué)家正在研究這些重要細(xì)菌但是他們都在使用不同的技術(shù)并且保持所有信息的組織是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。所以我們決定嘗試找到一種方法來鞏固所有的研究并將它們整合在一起。“

那時(shí)，來自SEES和該論文的共同作者的Chris Knight博士也將他的專業(yè)知識帶到了這項(xiàng)研究中。他是微生物和計(jì)算機(jī)建模方面的專家，他使用了一種可以容納數(shù)千種細(xì)菌的特定技術(shù)。“機(jī)器學(xué)習(xí)”方法允許團(tuán)隊(duì)評估所有物種，并將它們與不同的環(huán)境因素相互匹配。

奈特博士補(bǔ)充道：“結(jié)果是對特定細(xì)菌群在塑造土壤細(xì)菌群落中的作用有了新的更清晰的認(rèn)識。有些細(xì)菌很常見，但在任何特定土壤中出現(xiàn)的細(xì)菌多與細(xì)節(jié)有關(guān)。它們是如何被測量的，而不是土壤中的任何真正的差異。有些是非常罕見的，你只能在少數(shù)幾種土壤中看到它們，這并沒有多少說明。但在兩者之間有細(xì)節(jié)的細(xì)菌家族，表明真正的差異在各種土壤中。“

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