在多石基质上的持续生长

《Biology Bulletin》：Permanent Growth on a Stony Substrate

蓝藻生物膜在致密基质上长期发育，包含光营养型蓝藻及异养微生物，形成稳定营养网络。其碳氮自养能力确保环境适应性强，应用于生物吸附、代谢物合成及建筑材料评估。实验维持15年石质基生物膜，检测到光合组分、抗真菌活性等指标随生长模式差异显著，识别出三种典型生物膜类型。

　　

摘要

多物种蓝细菌群落（即“蓝藻膜”）能够在各种密集介质上持续生长并繁衍很长时间，这些介质包括土壤和石质基底。这些群落在理论和实践上都具有重要意义。这类蓝藻膜的一些独特特征在于，除了光合生物（藻类和蓝细菌）外，它们还包含异养细菌、微真菌、原生动物和轮虫，因此形成了典型的营养网络。这种营养结构使得这些微生物群落能够长期存在。蓝细菌具有自养营养方式，能够通过光合作用获取碳，通过固氮作用获取氮，这不仅使它们在稳定环境中保持稳定，还能在恶劣条件下生存。从实际应用角度来看，蓝细菌膜可以在生物技术领域发挥作用，例如用于生物吸附和多种外源代谢产物的合成。此外，在利用类似实验中用作微生物生长基底的建筑材料时，蓝细菌膜也可能具有实用价值。本研究中的蓝藻膜在石质基底上进行了长达15年的模型实验。我们对这些蓝藻膜的光合成分进行了定性和定量分析，测试了其抗镰刀菌活性、色素含量以及重金属浓度，发现其生长方式不仅表现为形态上的差异，还在各项指标上存在显著差异。在实验过程中，我们在容器壁上观察到了三种不同类型的蓝藻膜以及特定的生长形态。