《Nature》文章：开发和验证实验生命支持系统以研究珊瑚礁微生物群落

研究背景：

珊瑚礁是地球上最多样化和生产力最高的海洋生态系统之一，对全球气候调节、生物多样性保护以及沿海社区的生计具有极其重要的作用。然而，由于气候变化和人类活动的影响，珊瑚礁生态系统正面临着前所未有的威胁。理解珊瑚礁生物群落如何响应环境变化对于保护和管理这些脆弱的生态系统至关重要。本研究旨在开发和验证一个实验生命支持系统（ELSS），用于研究与珊瑚礁相关的微生物群落。

研究内容：

研究团队设计了一个实验生命支持系统（ELSS），模拟珊瑚礁环境，以研究珊瑚礁微生物群落。该系统包括珊瑚礁沉积物、人造海水和五种底栖生物样本，包括两种硬珊瑚、一种软珊瑚、一种海葵和一种海绵。研究的目的是验证ELSS中的物理化学参数和细菌群落与浅水珊瑚礁现场观测的相似性，并评估微生物群落在模拟珊瑚礁环境中的稳定性和适应性。

研究方法：

ELSS的设计基于先前用于评估全球气候变化和环境污染对沉积物群落影响的微宇宙系统。该系统包括32个微宇宙（玻璃水族馆），每个微宇宙都连接到一个储水槽。系统模拟了自然珊瑚礁环境的温度、光照、水流和气态条件。研究团队监测了ELSS中的物理化学参数，评估了珊瑚的光合效率，并研究了沉积物、水体和宿主相关的细菌群落。通过比较ELSS和自然珊瑚礁环境中的条件和细菌群落，验证了系统的适用性。

研究结果：

ELSS中的物理化学参数和细菌群落与自然珊瑚礁环境中的观测结果相似。沉积物细菌群落的均匀度和更高阶的分类组成在转移到微宇宙后的第29天和第34天比第8天更接近自然类型群落，表明经过初步恢复期后微生物群落的稳定。不同生物群落的细菌群落组成具有独特性，但在第34天时，沉积物特定ASVs在宿主中被发现，反之亦然。移植显著改变了M. digitata和Chondrilla sp.的细菌群落组成，表明微生物对环境条件变化的适应性。研究结果支持了本研究开发的ELSS作为研究珊瑚礁相关细菌群落的模型系统的适用性。

结论：

本研究成功开发并验证了一个用于研究珊瑚礁微生物群落的实验生命支持系统。该系统能够模拟自然珊瑚礁环境的关键物理化学参数，并支持珊瑚礁微生物群落的研究。通过ELSS，研究人员可以在受控条件下进行多因素实验，以研究环境变化对珊瑚礁微生物群落的影响，为珊瑚礁生态系统的保护和管理提供科学依据。。

来源：Nature