Science 速递：多物种微生物群落共存是一种涌现现象

邓文龙

Science 速递：多物种微生物群落共存是一种涌现现象

多物种微生物群落中的新兴共存。竞争排斥是最常见的结果，许多物种无法在相同条件下成对共培养共存。

集智俱乐部

2023/08/03

论文
论文标题：Emergent coexistence in multispecies microbial communities
作者：Chang-Yu Chang, Djordje Bajić, Jean C. C. Vila, Sylvie Estrela, Alvaro Sanchez
期刊：Science
发表时间：2023/07/21
数字识别码：10.1126/science.adg0727

摘要：
Understanding the mechanisms that maintain microbial biodiversity is a critical aspiration in ecology. Past work on microbial coexistence has largely focused on species pairs, but it is unclear whether pairwise coexistence in isolation is required for coexistence in a multispecies community. To address this question, we conducted hundreds of pairwise competition experiments among the stably coexisting members of 12 different enrichment communities in vitro. To determine the outcomes of these experiments, we developed an automated image analysis pipeline to quantify species abundances. We found that competitive exclusion was the most common outcome, and it was strongly hierarchical and transitive. Because many species that coexist within a stable multispecies community fail to coexist in pairwise co-culture under identical conditions, we concluded that multispecies coexistence is an emergent phenomenon. This work highlights the importance of community context for understanding the origins of coexistence in complex ecosystems.
摘要翻译（由计算机程序完成，仅供参考，内容以英文原文为准）：
了解维持微生物生物多样性的机制是生态学的一个重要愿望。过去关于微生物共存的工作主要集中在物种对上，但尚不清楚在多物种群落中共存是否需要隔离的成对共存。为了解决这个问题，我们在体外对12个不同富集群落的稳定共存成员进行了数百次成对竞争实验。为了确定这些实验的结果，我们开发了一个自动图像分析管道来量化物种丰度。我们发现竞争排斥是最常见的结果，它具有很强的等级性和传递性。由于在一个稳定的多物种群落中共存的许多物种无法在相同条件下成对共同培养，我们得出结论，多物种共存是一种新出现的现象。这项工作强调了社区背景对理解复杂生态系统中共存起源的重要性。

所属学科：
微生物学
生态

理解维持微生物生物多样性的机制是生态学的一个重要目标。过去的微生物共存研究主要集中在物种对，但在多物种群落中的共存是否需要在孤立条件下的物种对共存，这一点尚不清楚。最新发表于Science的这项研究，主要探讨了一个问题：在相同条件下，许多在稳定的多物种群落中共存的物种在两物种共培养中无法共存，我们是否可以得出多物种共存是一种涌现现象的结论？


研究者对12个不同的富集群落中稳定共存的成员进行了数百次两两竞争实验。为了确定这些实验的结果，他们开发了一个自动化的图像分析流程来量化物种丰度。他们发现竞争排斥是最常见的结果，且具有强烈的等级性和传递性。研究发现，许多在稳定的多物种群落中共存的物种在相同条件下的两物种共培养中无法共存。因此，研究者得出结论，多物种共存是一种涌现现象。

这项工作强调了群落背景对理解复杂生态系统中共存起源的重要性。这些发现不仅对理解微生物生态系统的多样性和共存机制具有重要价值，也对预测和管理微生物群落的组成和功能具有重要的实践意义。


图1. 富集微生物群落使我们能够测试物种共存的复杂性。


图2. 多物种共存是群落的一种涌现属性。


图3. 稳定共存的群落中，物种对之间普遍存在竞争等级制度。

编译｜刘志航

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文章标签
多物种微生物群落，共存机制，竞争排斥，涌现，生物多样性
多物种微生物群落
共存机制
竞争排斥
涌现
生物多样性

https://www.linkresearcher.com/t ... e-904d-f358c4a22615

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg0727

细菌种类很少一起工作。  消极的相互作用盛行，而两个物种都受益的合作通常很少见。竞争的盛行给细菌群落工程策略带来了希望，这些策略旨在无需抗生素即可消除病原体。
https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abn5093

共存的土壤细菌表现出强大的竞争等级并且缺乏非传递性相互作用。仅生存3/20, 17/20灭绝。剪刀石头布。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/175737v1.abstract

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https://blog.csdn.net/BAAIBeijing/article/details/132074445



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