微生物群落汇合重构了共现结构，并产生了特定条件下的网络复杂性与稳定性模式

《ISME Communications》：Microbial community coalescence restructures co-occurrence architecture and generates regime-specific patterns of network complexity and stability

　　

摘要

微生物群落汇聚（MCC），即不同微生物组的混合，越来越被公认为自然和人工管理微生物系统中一个重要的过程。然而，MCC如何重组物种关联架构，以及这种重组是否改变群落稳定性，仍然知之甚少。在本研究中，我们探讨了MCC如何改变微生物共现网络，以及所形成的网络架构是否偏离基于随机重排或供体群落直接组成混合的预期。利用受控土壤微宇宙，我们操纵了不同生物稀释梯度下的成对汇聚情景，并追踪了30天内的群落重组过程。随后，将实测关联网络与两个参考框架进行比较：随机平衡平均零模型和供体保持型组成混合模型。在不同处理条件下，MCC导致了物种关联架构的广泛重组，实测网络相对于两个参考预期均表现出显著更高的节点更替率，并以新颖相关性为主。高阶网络属性也经常偏离预期的模拟结果，表明汇聚过程对相关性架构的重塑超出了随机或供体相加混合的范围。这种重组对网络稳定性的影响具有强烈的背景依赖性。在某一种汇聚模式下，生物复杂性的降低导致网络复杂性和稳健性的协同下降，并伴随碎裂度和脆弱性的增加；而在其他模式下，网络对生物稀释梯度并不敏感。此外，群落多样性仅在特定汇聚背景下才能预测网络架构，揭示了群落多样性、网络复杂性与网络稳定性之间具有模式特异性的关系。综合而言，这些结果表明MCC以与产生不同复杂性和稳定性模式的背景依赖性生态过程一致的方式重组了微生物关联网络。