观察性研究揭示了短程相互作用控制微生物群落的动力学

众所周知，微生物群落对于我们的星球是必不可少的。但是令人惊讶的是，人们对它们的功能知之甚少。瑞士联邦水生科学技术研究所和苏黎世联邦理工学院的研究人员现在正在对此问题进行一些阐述。

没有它们，就不会有氧气，人类和动物将无法消化，地球上的物质循环将停止：微生物。微生物群落还执行的重要功能是水生系统。这些通常是社区内生物之间相互作用的结果。例如，已知微生物会交换代谢产物或信号分子：某些细菌产生某些氨基酸，而其他细菌则无法产生。

这些对于生长重要的重要物质通过扩散交换。但是，这只能发生在各个细菌之间一定距离的地方。到目前为止，此交互范围的大小尚不清楚。Eawag和苏黎世联邦理工学院的研究人员已经成功地测量了这些相互作用。他们在《自然生态与进化》杂志上介绍了如何做到这一点。

仅在很短的距离内进行交互

研究人员开发了一种装置，其中两种细菌菌株的细胞在受控条件下生长，并在显微镜下观察该生长。测量表明，紧邻其他细菌菌株细胞的细胞生长更快。这是因为某些促进生长的氨基酸仅由一种细菌菌株产生，然后通过扩散将其转发至相邻细胞。

但是，这种相互作用仅在千分之几毫米的距离内起作用。即使在两个像元长度之间，这种相互作用也几乎完全破裂。苏黎世联邦理工学院生物地球化学和污染物动力学研究所教授马丁·阿克曼(Martin Ackermann)表示：“微生物组因此并不总是能够进行代谢过程，因为它的活性几乎完全基于相邻细菌细胞之间的相互作用。”

为了更容易地理解这些相互作用及其对微生物群落特性的影响，研究人员开发了一种数学模型，该数学模型根据存在的氨基酸预测生长速率。几乎所有的微生物群落都可以用这种方法进行研究：研究人员现在正在将该方法应用于包括参与水生生境碳循环的微生物。

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