土壤的秘密網絡:微生物如何分享資源?
土壤微生物群體極為多樣化,僅一杯土壤中可能包含多達1萬種微生物。科學家正在研究這些微生物如何相互作用及適應環境,因為這些交互作用對土壤的性質和功能有重大影響。
研究揭示了與維生素B12 相關的營養素如何影響微生物生長並重塑土壤微生物群。 (細菌菌落的培養皿)圖片來源:Zoila Alvarez-Aponte
最新研究深入探討了不同微生物物種如何交換重要資源,如維生素。研究特別關注維生素B12家族中的營養成分corrinoids,這種物質對於許多環境細菌至關重要,但它們本身卻無法合成。研究這些交換機制有助於理解微生物群在碳循環和營養循環等關鍵過程中所扮演的角色。
兩項研究揭示了corrinoids對單一細菌生長的影響以及其如何塑造土壤環境中的微生物共存方式,為改善土壤健康和管理微生物群提供了新策略。
第一項研究聚焦於corrinoids對單一細菌的作用。研究人員從土壤中分離出100多種細菌,其中37種為新物種,並測試了它們是自身合成corrinoids,還是需要依賴其他細菌提供。在這些細菌中,約有60%能夠產生corrinoids,但只有少數能夠在實驗室培養條件下釋放。這表明,能夠釋放corrinoids的微生物可能為群落中的其他成員提供關鍵營養,從而對微生物群的組裝和功能產生深遠影響。
第二項研究調查了土壤中的corrinoids水平。化學分析顯示,土壤中的corrinoids含量遠高於單一細菌生長所需水平,儘管大多數與土壤基質緊密結合。研究進一步表明,在土壤中添加不同類型的corrinoids會短暫改變土壤微生物群的組成。這項發現表明,corrinoids為控制微生物群結構和行為提供了潛在機會,或能在工程和自然系統中發揮重要作用。