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科学研究

冰川来源微生物在下游水生生态系统的迁移

 

冰川是地球上重要的微生物栖息地,被认为是下游水生环境的关键物种库。在世界范围内,迅速消退的冰川正在驱动着水文、物种分布的变化,并威胁着冰川补给的水生生态系统中的微生物多样性。然而,目前关于冰川来源物种的输入对下游水生环境中微生物多样性的影响研究较少。

为了阐明冰川来源物种对下游水生环境中微生物多样性的影响,兰州大学泛第三极环境中心刘勇勤教授及其在中科院青藏高原所特别研究助理刘克韶博士,采集青藏高原慕士塔格、羌塘1号和枪勇三条冰川的表面积雪(0-15cm)、冰川径流和补给湖泊的水体样本(图1)。研究发现冰川是下游水生生态系统微生物的重要物种库,向下游径流和湖泊贡献了17%-38%17%-28%的物种,主要高丰度优势物种(图2);冰川径流是冰川环境来源微生物的接受体和载体,径流越短,冰川来源的物种对湖泊微生物的影响越大;一些稀有物种的丰度沿着水文连续体逐渐升高,并在下游生境中成为优势物种(图3)。此外,发现微生物在冰川补给水文连续体中的这种迁移模式很大程度上取决于质量效应(mass effects)的影响,并逐渐受到各生境局部环境的选择作用(图4这一研究揭示了融雪后冰川表面积雪微生物的命运,以及冰川表面积雪微生物的输入是如何影响下游水生环境中的细菌群落。随着世界范围内冰川的快速消融,全面了解生物过程对冰川下游生态系统的影响,对于预测冰川环境中微生物的生态轨迹至关重要。

近日,该研究成果以“Fate of glacier surface snow-originating bacteria in the glacier-fed hydrologic continuums”为题在Environmental Microbiology上发表。该研究得到了国家重点研发计划(批准号:2019YFC1509100、国家自然科学基金(批准号: 4200620091851207和中国科学院第二次青藏高原科学考察与研究计划(STEP)(批准号:2019QZKK0503)等项目的资助。

原文链接:https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1462-2920.15788

图1 慕士塔格、羌塘1号和枪勇冰川的地理位置和采样点分布

2 冰川补给的水文连续体中细菌群落的空间分布

3 三条冰川中,冰川表面积雪和至少一个下游栖息地(河流或湖泊)中至少出现一次OTUs序列的最大相对丰度

4 冰川不同生境中细菌群落组装的随机性