每粒沙都是細菌大都市,包含數千種達十萬個微生物

早就知道,沙子是密集的生物聚集地。現在David Probandt和他的同事已經利用分子生物學技術研究了一粒沙子上的所有微生物,為了做到這一點,他們使用了從德國果蘭島附近海岸附近採集的沙子樣本。

每粒沙都是細菌大都市,包含數千種達十萬個微生物

細菌不會在砂粒上形成一種單一的形態。暴露面細菌較少,細菌在裂縫和被壓面大量繁殖。“他們在那裡受到很好的保護,”Probandt說。“當水在沙礫周圍流動時,它們會打轉圍繞在一起,相互摩擦,在這些壓力下,細菌是安全的。”這些位置也可以躲避捕食者的覓食,他們梳理了沙礫的表面以尋找食物。

極其多樣性

然而,沙子上細菌的多樣性,不僅其數目,令人印象深刻。“我們在每粒沙子表面都發現數千種細菌,”Probandt說。

一些細菌種類和群落可以在所有的檢測的沙粒中找到,其它的只出現在部分沙粒。“所有沙粒中超過一半的細菌種類都是相同的。我們認為,在所有的沙礫上,這一核心群落表現出一種相似的功能。”

Probandt解釋道。“,每一粒沙子都有相同的基礎功能細菌群落。因此我們可以真正地從一粒沙子中分離出大量多樣性的細菌性。

每粒沙都是細菌大都市,包含數千種達十萬個微生物

沙灘是龐大的過濾器

寄居在沙子上的細菌在海洋生態系統和全球物質循環中發揮著重要的作用。由於這些細菌的存在,從海洋和河流的流動中獲得了大量的含碳含氮化合物,因此,這些沙子就像一個巨大的淨水器。使得海洋中的大部分含碳含氮化合物被沖刷到海底的東西都沒有回來。

“每一粒沙子都像一個小的食品室”, Probandt解釋道,他們是保持碳,氮和硫循環所必須的,正是由於多樣性的微生物群落才使得沙子周圍水中的化合物才有人處理。

每粒沙都是細菌大都市,包含數千種達十萬個微生物

David Probandt et al. Microbial life on a sand grain: from bulk sediment to single grains, The ISME Journal (2017). DOI: 10.1038/ismej.2017.197


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