由巴塞罗那海洋科学研究所(ICM-CSIC)领导的一项新研究表明,全球变化正在促进地球微生物组的短期进化适应,占地球总生物量的15%。这可能对社会产生直接影响,因为我们在许多重要过程中都依赖微生物。

全球变化可能会促进微生物的短期进化适应

例如,渔业在很大程度上依赖微生物活动来维持海洋食物网。此外,占海洋生物量约70%的海洋微生物通过从大气中捕获CO2有助于气候调节,并负责地球50%的初级生产。因此,我们必须了解当前的海洋特征如何影响微生物进化,以及如果条件发生变化会发生什么。

该研究刚刚发表在《微生物学趋势》杂志上,重点关注微生物在几年或几十年等短时间尺度内的进化,以前没有在野外直接分析过。这在当今尤其重要,因为我们拥有研究野生微生物基因组变化的技术能力,并且可以帮助预测环境变化可能对微生物组提供的生态系统服务产生的影响。

“重要的是要考虑野生海洋微生物的进化,以便准确预测它们在未来全球变化下将如何变化,但迄今为止,大多数研究都集中在使用模式生物调查短期反应,但我们的理论方法完全不同,”该研究的合著者乔治娜布伦南说。

合著者RamiroLogares说:“这些当代进化过程是快速适应生物或非生物因素(例如温度)的结果,这些因素可能由于气候变化而迅速变化。”

移动、适应或死亡

当面对环境变化时,生物体有三种可能的反应:移动、适应或死亡。根据繁殖率或种群规模等因素,进化可以在不同的时间尺度上发生。由于实验室开展的几项研究,微生物进化到环境变化的速度比其他动物快得多这一事实众所周知。例如,他们发现在高温下,一些物种可以生长得更快。然而,很少有人研究野外的反应。

这需要DNA测序来检测突变,尽管直到过去十年这在自然界中才具有经济可行性。“我们现在拥有资源和技术来了解未来全球气候变化下海洋微生物组将如何演变,”作者写道。

他们认为有必要建立基因组观测站来监测不同海洋区域和深度(包括原始区域和退化区域)的微生物进化,以生成长DNA时间序列,从而可以追踪当代微生物进化及其对海洋生物的潜在影响。生态系统功能和健康。