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【编辑推荐】为探究南极软体动物微生物组多样性及功能，研究人员以 N. eatoni 喙部为对象，对比不同生命阶段、性别个体及栖息地微生物组。发现其核心微生物组（占比达 91%）稳定，含 Sulfurospirillum、Mycoplasma 等属，提示垂直传播，为南极生物适应机制研究提供新视角。
南极，这片被冰雪覆盖的神秘大陆，其极端环境孕育着独特的生命形式。对于生活在此的海洋生物而言，如何在极寒、食物资源不稳定的条件下生存，一直是生物学研究的焦点。尤其是南极软体动物，尽管它们是底栖生态系统的重要组成部分，但关于其微生物组的多样性、功能及传播机制的认知仍十分有限。微生物组作为宿主的 “第二基因组”，在代谢、免疫和环境适应中扮演关键角色，解析南极软体动物的微生物组，不仅能揭示其生存策略，也为极地生态保护提供科学依据。
为填补这一研究空白，意大利那不勒斯动物研究所（Stazione Zoologica Di Napoli “Anton Dohrn”）与马尔凯理工大学（Polytechnic University of Marche）的研究团队，聚焦南极特有物种 —— 食腐蛾螺（Neobuccinum eatoni），开展了一项具有突破性的研究。该研究成果发表在《Polar Biology》，首次系统分析了 N. eatoni 喙部微生物组在不同生命阶段（幼体与成体）、性别（雄性与雌性）的差异，并探讨了宿主与栖息地环境的微生物传播路径。
研究技术与方法
研究团队在南极罗斯海的特提斯湾（Tethys Bay）采集了 10 只 N. eatoni 个体（4 只幼体、6 只成体），同时收集了周边表层沉积物样本。通过 16S rRNA 基因 metabarcoding 技术，对喙部微生物组进行高通量测序，并结合 QIIME2 流程进行生物信息学分析，包括 ASV（扩增子序列变异）鉴定、α 多样性与 β 多样性分析。此外，利用 FAPROTAX 数据库预测微生物功能，并通过 PERMANOVA、SIMPER 等统计方法验证组间差异，揭示核心微生物组的组成与传播模式。
研究结果
1. 喙部微生物组的多样性与稳定性
尽管幼体与成体的微生物组在 ASV 水平存在结构差异（p<0.05），但核心微生物组由 7 个 ASV 组成，在所有个体中稳定存在，平均占比达 91%。核心菌群主要包括 Sulfurospirillum、Mycoplasma、Polaribacter 等属，其中 Mycoplasma 在成体中丰度更高（雄性 37%、雌性 32%），而 Sulfurospirillum 在幼体中占比显著（38%）。α 多样性分析显示，不同生命阶段与性别间的物种丰富度（ASV 数）和均匀度（Shannon、Pielou 指数）无显著差异，表明微生物组整体结构稳定。
2. 核心微生物组的功能特征
功能预测显示，喙部微生物组的主要功能为硫呼吸（sulfur respiration，61%）和化能异养（chemoheterotrophy，37%），与宿主的食腐及捕食习性密切相关。例如，Sulfurospirillum 属具有降解硫化合物的能力，可帮助宿主分解难消化的食物来源；Mycoplasma 属则可能通过分解几丁质和精氨酸，为宿主提供能量，这与其摄食贝类（如 Adamussium colbecki）的习性吻合。
3. 微生物组的传播路径
对比宿主与沉积物微生物组发现，两者仅有 8.5% 的 ASV 共享，且核心菌群（如 Sulfurospirillum、Mycoplasma）未在沉积物中检测到。这表明 N. eatoni 的核心微生物组并非来源于环境，而是通过垂直传播（如亲代传递）获得。幼体与成体特有的 ASV 差异，则可能与发育过程中摄食策略的转变（幼体仅食腐，成体兼具捕食能力）相关。
研究结论与意义
本研究首次揭示了南极食腐蛾螺喙部存在高度稳定的核心微生物组，其组成与宿主生命阶段、性别无关，但功能上紧密适应宿主的食性需求。核心菌群通过垂直传播维持稳定性，这一机制可能是南极生物在极端环境中生存的关键策略。研究结果不仅拓展了南极无脊椎动物微生物组的认知，也为理解 “宿主 - 微生物组” 互作在极地生态系统中的作用提供了新范式，对深海生物适应机制、生物地球化学循环研究具有重要参考价值。
值得关注的是，该研究为后续探索微生物组在南极生物抗冻、营养代谢中的具体机制奠定了基础，也提示保护极地微生物资源对维持生态平衡的重要性。随着全球气候变化对南极环境的影响加剧，此类研究为评估生物适应性提供了关键数据支撑。
