海冰冰融水急性输入对安杜森海原核微生物群落组成与生态网络的急性影响

《Microbial Ecology》：Sea Ice Meltwater Alters Prokaryotic Community Structure and Interaction Networks in the Amundsen Sea, Antarctica

　　

摘要

随着退缩的冰川、冰架和季节性海冰输入的冰融水日益增多，安杜森海正受到越来越大的影响，但南极原核微生物群落对冰融水相关环境变化的响应仍知之甚少。原位直接解析微生物响应颇具挑战，因为冰融水信号会迅速被稀释、平流并同周围海水混合。为克服这一局限，我们开展了受控微宇宙实验，使用从安杜森海表层和中层海水采集的群落，并在0–50%的稀释梯度下加入融化的海冰。我们利用16S rRNA基因测序和共现网络分析考察了原核微生物群落组成及其潜在生态关联。海冰冰融水添加量的增加降低了原核微生物多样性并改变了群落组成，机会主义类群（如Shewanella）强烈富集。与理论被动混合预期对比表明，Shewanella的增加无法仅用海冰接种来解释。相反，氨氧化原核微生物（包括Nitrosopumilales和Nitrosococcales）沿稀释梯度下降，尽管海冰输入了铵盐，这表明冰融水相关的环境变化可能抵消了铵盐可利用性的潜在刺激效应。随着冰融水添加量增加，共现网络变得更小、连接性更低，凝聚力减弱，关键类群减少，但粒子相关群落相比自由生活群落保持了更大的结构稳定性。这些发现表明，急性海冰冰融水输入可以迅速重塑南极原核微生物群落并削弱其潜在关联网络。