新方法揭示全球细菌多样性

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    [生物通讯]你家后院中的细菌种类可能比全世界海洋中的细菌种类还要多。这是英国研究人员近日提出的观点。他们设计出一种通过水或土壤的小样本估测全球细菌多样性的新方法。

    研究人员预测，全球海洋中共有两百万细菌品种，而一吨城郊花园土壤中的细菌种类最多可达4百万种。

    “直觉告诉我，我们的误差不会超过50％。”来自英国泰恩河畔的纽卡斯尔大学的生态学家Tom Curtis 说。但比这些数字更为重要的是新发明的估测细菌多样性的新方法，他补充说。

    通常情况下，研究人员是通过寻找不同的遗传序列来计算细菌种类的。这是需要大量工作量的任务，也许根本就不可能完成，Curtis说。

    相反，他的研究小组发明的新方法是通过估测一个小样本中个体细菌的数目来估测最常见细菌种类的数量。

    研究人员推测，如果最常见的种类占了样本中个体数目的大部分，那么那一栖息地中细菌种类的总数可能就较少。相反，如果样本中的细菌种类更趋向于均匀分布，其细菌的生态多样性就更为丰富。

    在海水中，最常见的细菌品种占了样本中细菌总数的四分之一，这暗示，海水中分布的细菌种类可能较少。而1克土壤中，最常见细菌只占细菌总数的十分之一。

    以此推断，Curtis的研究小组估计，每毫升海水中的细菌种类为160种，而1克土壤中的细菌种类在6,400 到 38,000 之间。这些数字与DNA分析得到的研究结果相近。

    为估定全球细菌多样性的上限，研究人员通过数学方法预测了随着在同一环境中取样数目越来越多，细菌种类数目可能的上升和中间趋于稳定的趋势。

    “他们预测的细菌种类数目基本上与大多数微生物生态学家认为的一致。”英国伦敦自然历史博物馆的微生物学家Martin Embley说道。“但从某种意义而言，他们的预测数字是否准确并不重要。”他说。更为重要的是这种估测方法为未来的估测提供了一个理论框架。

    海洋与土壤中细菌多样性的差异可能是由于土壤环境的均一性程度比海洋中的小的缘故，Curtis认为。“土壤非常复杂。”Embley 对此表示同意。

    细菌多样性调查具有重要的实践意义。例如，研究人员通过这种方法估测，城市排水系统每毫升水样中只含有70种细菌。污水管理部门可能希望这个数字能够更高一些，这样微生物分解污水就可以速度更快、更彻底。了解细菌的多样性还有助于了解营养循环的过程。

参考文献

Curtis, T. P., Sloan, W. T. & Scannell, J. W. Estimating prokaryotic diversity and its limits. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, doi:10.1073/pnas.142680199 (2002).

生物通摘译自 Nature