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土壤细菌互作网络驱动凋落物分解"家园优势效应"的微生物机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月25日 来源:Biology and Fertility of Soils 5.1
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为揭示凋落物分解"家园优势效应"(HFA)的微生物驱动机制,研究人员通过480天跨生态系统移植实验,解析了木荷(Schima superba)与玉米(Zea mays)凋落物分解过程中土壤细菌互作网络的动态变化。研究发现易分解玉米凋落物促进外来位点细菌多样性及网络稳定性,而难分解木荷凋落物则抑制变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)定殖,导致网络简化并降低养分循环功能,首次阐明微生物共现网络稳定性是HFA效应的关键调控因子。
"家园优势效应"(Home-field advantage, HFA)假说认为植物凋落物在原生栖息地的分解速率会显著高于其他环境,这背后可能藏着专性微生物分解者的秘密。为了破解这个微生物"黑箱",科学家们设计了一场持续480天的生态"交换实验"——将森林中的木荷(Schima superba)与农田里的玉米(Zea mays)凋落物进行跨生态系统移植。
有趣的现象出现了:当易分解的玉米凋落物来到陌生环境时,竟然像"微生物磁石"般吸引了更多细菌物种,构建出结构复杂且稳定的共现网络(co-occurrence network)。而难分解的木荷凋落物则展现出"排外效应",特别是抑制了变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)这些"关键物种"的定殖,导致微生物社交网络变得简单脆弱。
更精妙的是,这种网络稳定性(network stability)就像生态系统的"隐形指挥家"——当微生物间的连接足够紧密时,养分循环和分解功能就能高效运转,从而产生显著的HFA效应。研究首次揭示微生物互作网络比单纯物种多样性更能解释HFA现象,为理解土壤"微生物社会"如何驱动物质循环提供了全新视角。
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