综述：基于性状的带壳微生物摄食生态模式预测因子

这篇综述系统分析了372种北半球带壳变形虫（testate amoebae）的形态性状与摄食策略的关系，通过主成分分析（PCA）揭示了壳体尺寸（Axis 1）和形状比例（Axis 2）的关键作用，发现细菌食性（bacterivory）类群占据最广的形态空间（21科48属），而混合营养（mixotrophs）和捕食者（predators）呈现嵌套子集。研究创新性地将孔径长宽比（aperture width-to-length ratio）作为摄食策略分类的关键指标，为微生物功能多样性研究提供了新范式。

　　

Abstract

功能性状为生态策略和进化分化研究提供了关键窗口。针对北半球带壳变形虫的372个物种分析显示，壳体长度、宽度、孔径尺寸、形状和覆盖物等形态特征存在显著分化。PCA分析表明，第一主成分（解释方差41.3%）主要反映壳体尺寸变异，而第二主成分（28.7%）对应形状差异。细菌食性物种展现出最广的形态多样性，横跨21个科48个属，其形态空间完全包含混合营养和捕食性类群。

Introduction

带壳变形虫作为构建外骨骼（test）的原生生物，其壳体形态与生态功能密切关联。最新研究表明，壳体刚性（rigidity）和孔径结构（aperture structure）能通过机械力作用辅助捕食，如Arcellinid类群的厚壳结构可增强对大型猎物的捕获能力。尽管已有研究利用这些性状推断古水位变化和环境扰动，但性状-功能的精确关联仍需深入验证。

Material and methods

研究基于Su等（2024）建立的北半球数据库，涵盖376个形态种的19个定量性状（如壳体长宽比）和8个分类性状（如壳盖类型）。样本来自2004-2020年欧亚大陆泥炭地（n=1635）等生境，采用标准化显微测量（精度0.1μm）和几何形态测量学分析。

Results

Difflugiidae科（96种）和Euglyphidae科（57种）贡献了主要物种丰富度。决策树模型显示，孔径宽长比（阈值0.42）能有效区分细菌食性（准确率82%）与捕食性类群（67%），但对混合营养类群区分度较低（54%）。值得注意的是，具刺（spines）和加厚孔缘（rim）的壳体结构与物种丰富度呈显著正相关（R²=0.73）。

Discussion

细菌食性类群的形态优势可能源于其对微生境异质性的适应能力，而捕食性类群（如Nebela属）的形态收敛则暗示功能约束。壳体刺状突起（spines）和有机质覆盖（organic coating）被证实与抗干燥胁迫相关，这解释了其在泥炭地物种中的高频出现。未来研究需整合系统发育数据，以区分历史偶然性和自然选择对性状分化的相对贡献。

CRediT authorship contribution statement

Rafael L. Macêdo负责了从概念设计到数据分析的全流程工作，Odete Rocha提供了关键的方法学验证。该研究获得CAPES–Humboldt研究奖学金支持，原始数据由Su等团队慷慨共享，为微生物功能生态学研究树立了新的标杆。