变暖南极洲中的不确定性：栖息地、地热活动和随机因素对欺骗岛微生物群落组装的影响

《Polar Biology》：Rolling the dice in a warming Antarctica: the role of habitat, geothermal activity, and stochasticity on microbial community assembly on Deception Island

　　

摘要

冰冻圈生态系统中微生物群落的组装机制在很大程度上仍未被探索，尽管理解这些机制对于了解相关栖息地如何响应未来的环境变化至关重要。具体而言，南极洲的微生物群落预计会随着全球变暖和陆域"绿化"而发生转变，但相关研究有限。为深入了解这些过程，我们表征了南极南设得兰群岛火山活跃的欺骗岛三条地热梯度带上土壤和苔藓栖息地中的微生物群落（细菌和微型真核生物）。我们假设栖息地类型和土壤温度都会影响微生物多样性和群落结构，并通过16 S和18 S扩增子测序进行了表征。我们同时检验了较温暖的土壤是否比较冷的土壤具有更高的微生物多样性。采用单变量和多变量统计方法，我们发现细菌和微型真核生物群落主要受栖息地类型的影响。与此同时，伴随的环境参数（尤其是土壤温度、养分浓度和土壤CO₂通量）解释的变异较小，我们没有发现温暖土壤具有更高微生物多样性的证据。相反，系统发育过度分散分析（iCAMP）表明，随机机制（如扩散限制和遗传漂变）似乎是这些荒凉陆地栖息地中群落组装的主要驱动力。总之，我们认为，尽管南极变暖和"绿化"确实可能导致陆地微生物群落结构的转变，但其中的变异性可能并非完全可预测，其中包含的随机性元素类似于在其他位于冰冻圈邻近的新兴生态系统（如冰川湖泊和溪流）中所观察到的现象。