eLife | 加拿大蒙特利尔大学研究揭示微生物相互作用影响群落多样性的机制！

地球上大多数遗传多样性是由微生物编码的，并且地球所有生态系统的功能都取决于各种微生物群落（Science | Leho Tedersoo教授深度解读菌根共生如何驱动植物群落生态！Nature Reviews Microbiology | 植物-微生物互作：从群落组装到植物健康；Nature Ecology and Evolution| 最新研究揭示土壤微生物是外来植物入侵成功的驱动力！）。高通量的16S rRNA基因扩增子测序研究继续对微生物组的分类学丰富性产生空前的见识，并且群落组成的非生物驱动因素也越来越多。尽管已知生物（微生物-微生物）相互作用在确定群落组成方面也很重要，但对这种相互作用（无论是正向还是负向）如何整体形成微生物组多样性的了解还很少(ISME | 希伯来大学最新研究揭示植物叶际“外来”和“常驻”微生物的相互作用机制！Current Biology | 苏黎世大学Rolf Kümmerli课题组点评微生物交互共生的演化机制)。大多数实验室实验仅限于相对较短的进化时间范围，并且仅包括少量的分类单元。因此，尚不清楚是否可以将其推广到自然群落包括许多在更长的时期内进化和聚集的类群，涵盖了更多的环境变化，更大的进化多样化和频繁的迁徙事件。

2020年11月，权威期刊eLife发表了加拿大蒙特利尔大学B Jesse Shapiro教授课题组的研究论文，题为Does diversity beget diversity in microbiomes? 本研究预测和解释了微生物种间相互作用驱动或阻碍微生物组多样性的机制。

微生物被嵌入复杂的群落中，在那里它们参与各种各样的种内和种间相互作用。这些相互作用驱动或阻碍微生物组多样性的程度尚不十分清楚。从历史上看，本研究提出了两个相反的假设来解释物种相互作用如何影响多样性。“生态控制”（EC）预测为负向关系，即随着生态位的填补，新型类型的进化或迁移受到限制。相比之下，“多样性导致多样性”（DBD）预测了积极的关系，现有多样性通过利基建设和其他互动促进了进一步多样性的积累。使用来自地球微生物组项目的测序数据，本研究提供了证据表明，DBD在低多样性生物群落中最强，但在更多多样性生物群落中却较弱，这与最初有利于多样性积累的生物相互作用一致（如DBD所预测）。

科研人员估计在过去的十亿年中细菌多样性已经大大增加，物种形成率略高于灭绝速度。但是，由于许多自由生存的微生物具有很高的迁移率（“万物无处不在，但环境会选择”），因此，本研究认为典型微生物组样本中存在的大多数多样性是从一群迁移者中选择的，而不是在原地。因此，本文在这里广义地定义“多样性导致多样性”（DBD），以包括来自迁移者群落（“生态物种分类”）和原位进化多样化的综合效果（图1）。

图1. 多样性对比得出多样性（DBD）和生态控制（EC）模型

图2. 在每个分类学级别的前两个最普遍的分类单元中，宗族谱系作为群落多样性的函数

图3. 在低多样性（通常与宿主相关）的微生物群落中，焦点分类群的多样性斜率更高

图4. DBD关系在原位属和非原位属之间有所不同

图5. 基因组大小对DBD的积极影响

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