从大西洋到地中海：哪些因素决定了浮游生物界的硅藻多样性？

《npj Biofilms and Microbiomes》：From the Atlantic to the Mediterranean: what factors shape diatom diversity in the plastisphere

　　

摘要

塑料基底上普遍存在着复杂的微生物群落，即所谓的“塑料生物圈”。虽然硅藻被视为主要的自养生物类群，也是形成生物膜的关键早期定居者，但与其他微生物相比，对其研究仍然相对不足。本研究将塑料碎片置于大西洋和地中海五个国家的六个沿海区域中，通过培养聚乙烯（HDPE）84天，研究了附着在塑料上的硅藻群落的时空动态变化。仅在地中海西北部的土伦，还使用了聚丙烯和聚苯乙烯进行各季节的动态研究。通过对rbcL基因的扩增子测序分析发现，地理位置是影响硅藻多样性的主要因素，其次是季节和培养时间，同一地点内的变异程度始终小于不同地点之间的变异程度。同一地点内的变异主要是由相对丰度变化引起的，而不同地点间的变异则对应着物种更替。来自大西洋的生物膜在物种和ASV方面没有共同点，而来自地中海的生物膜则有5个共有物种以及5%的序列相同。先锋物种会随季节变化，而成熟物种则往往不受季节影响而趋于一致。最后，与传统塑料的性质相比，其对硅藻群落的影响相对较小，这一结论与之前关于塑料生物圈中异养生物的研究结果一致。总体而言，可以在不同的分类学层面观察到生物膜中硅藻群落的形成过程，甚至可追溯到基因变异层面，这体现了基因分化的程度。最后，本文还探讨了硅藻在塑料生物圈中的存在及其多样性可能带来的生态后果。