海绵微生物群落在过去7亿年间是如何进化的
珊瑚礁中的海绵，不像它们的邻居珊瑚那么华丽，但对珊瑚礁的整体健康很重要，是地球上最早的动物之一。
来自UNH的新研究对珊瑚礁生态系统进行了研究，用一种新的方法来理解海绵和与它们共生的微生物的复杂进化。有了这个“基因组时间机器”，研究人员可以通过数亿年的剧烈进化变化来预测珊瑚礁和海洋生态系统的各个方面。
“这项研究显示了微生物群是如何在一组超过7亿年的生物中进化的，”他说塞布丽娜Pankey他是UNH的博士后研究员，也是这项研究的主要作者，最近发表在该杂志上自然生态与进化．“为了应对气候变化，珊瑚礁上的海绵数量正在增加，它们在水质和营养固定方面发挥着巨大的作用。”
然而，这项工作的意义超越了海绵，它提供了一种基于基因组学来理解过去的新方法。“如果我们能重建像这样复杂微生物群落的进化史，我们就可以了解很多关于地球的过去，”该研究的合著者说bet188真人大卫Plachetzki他是哈佛大学分子、细胞和生物医学科学副教授。“像这样的研究可以揭示现代珊瑚礁存在之前地球海洋化学成分的某些方面，或者它可以为大约2.52亿年前发生的历史上最大的灭绝之后海洋生态系统所经历的动荡提供见解。”
“这样的研究可以揭示地球海洋化学成分的某些方面，甚至可以追溯到现代珊瑚礁存在之前。”
研究人员使用机器学习方法对来自加勒比地区的近100种海绵物种进行了描述，以模拟海绵独特微生物群落的每个成员的身份和丰度，这些微生物群落是共生生活在它们内部的微生物和细菌群落。他们发现了两种不同的微生物组组成，导致海绵使用不同的策略来觅食(海绵通过向体内泵水来获取营养)和保护自己免受捕食者的侵害——即使在珊瑚礁上并排生长的物种中也是如此。
Plachetzki说:“我们在这篇论文中描述的bet188真人共生群落类型非常复杂，但我们可以证明它们独立进化了多次。”
潘基补充说:“这些微生物群落所做的事情是非常具体的……海绵几十次都认为这种不同的微生物排列对它们有用。”bet188真人
利用这种新的基因组方法，研究人员发现，其中一个独特的微生物群落的起源，其微生物丰度(HMA)每克组织超过10亿个微生物，发生在地球海洋生物地球化学发生重大变化的时候，与现代珊瑚礁的起源一致。
虽然机器学习和基因组测序产生了普拉切茨基称之为“微生物条形码测序的杰作”的发现，但这项研究开始于远离实验室的加勒比海温暖水域。
潘基说:“我们潜水找到了所有1400个样本。”潘基在2017年和2018年进行了五次探险，收集海绵。“这是一个巨大的收集，”她补充说，承认在加勒比海潜水是有回报的。两人将功劳归于共同作者迈克尔较小他是UNH名誉研究教授，建立了实地工作技术，以及来自密西西比大学和阿根廷科马休国立大学的合作作者，协助海绵收集和分子鉴定。前研究生基尔·马戛尔尼(Keir Macartney)也参与了这项研究。
参考:Sabrina Pankey M, Plachetzki DC, Macartney KJ，等。共生和收敛形成海绵-微生物共生中的全生物演化。自然生态与进化．2022.doi:10.1038 / s41559 - 022 - 01712 - 3．
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