原创 俞国斌 东喜玛拉雅2022年10月21日 21:31云南
东喜新文——检验种面积关系中的资源假说:灭绝不能单独起效
2022年10月09日，大理大学东喜玛拉雅研究院硕士研究生邓巍为第一作者，题为“Testing the resource hypothesis of species-area relationships:extinction cannot work alone”的研究论文发表在microorganisms杂志上。
种面积关系(Species-area relationship, SAR)描述了物种数量与生境面积的正相关关系，其形成机制对生物地理学理论的发展和生物多样性保护的应用都至关重要。资源假说提出，在更大的生态系统中丰富的资源将降低灭绝率并形成SAR，但自其起源以来，这一假说尚未得到验证。不可能用动植物作为研究对象来量化资源和灭绝率，也无法排除面积本身、栖息地多样性、扩散和生物多样性历史背景的影响，这使得资源假说在自然生态系统中难以证实。
为了应对这些挑战并验证这一假设，本研究创建了两套资源和体积呈正相关和负相关的微生物微宇宙实验系统。连续30天，11个时间点的157个高通量测序结果表明，更多资源并不能塑造更高的微生物种群密度；微宇宙体系中灭绝率与资源或体积均未出现负相关关系；无论是资源总量与微宇宙体积呈正相关还是负相关的实验组均未出现显著的SAR；资源也并未改变微生物互作网络的结构和复杂度。有研究者认为生境资源总量越多将吸引更多昆虫个体迁入。本实验中，完全独立密闭的微宇宙体系排除了扩散的作用，因此若资源集中假说确实能够塑造SAR则扩散才是其主要机制。
目前，该研究团队正在从物种形成、扩散和灭绝的角度逐一验证SAR的形成机制。本研究是该系列研究的一次尝试，相关发现将陆续呈现，敬请关注。
研究框架图
资源假说塑造SAR需要满足的一个条件和两组关系。图中红色线段表示促进关系，蓝色表示衰减关系，实线表示已被验证的关系，虚线表示存在争议的关系。蓝色方框区域代表与资源相关的SAR形成机制，红色椭圆区域代表资源密度关系的作用机制，绿色椭圆区域代表密度丰富度关系的作用机制。
宇宙的建立需要先准备泡菜微生物种子液和用作资源的干物质。建立微宇宙时，将定量的干物质加入培养瓶并加入无菌水灭菌处理，各微宇宙加入微生物种子液后恒温培养30天，期间每3天取一组样品进行高通量测序以获得微生物多样性数据（真菌和细菌）。同时测定各样品的pH，总氮、总磷、硝酸盐和磷酸盐含量。
资源与微生物（真菌和细菌）相对丰富度关系核密度图
图中，A-C为Positive组，D-F为negative组；A和D为相对丰富度大于1%的微生物类群，B和E为相对丰富度在0.1%-1%的微生物类群，C和F为相对丰富度低于0.1%的微生物类群。Density为图中某位点上具有对应相对丰富度的物种数量核密度。
微宇宙体系微生物物种丰富度和灭绝率与时间的线性关系
a, b, c 分别为总体、positive组和negative组物种丰富度与微宇宙建立时间的线性关系；d, e, f 分别为总体、positive组和negative组灭绝率与微宇宙建立时间的线性关系。图中实线为线性回归模型，灰色阴影为95%置信区间。
微生物互作网络
A为Positive组，B为negative组；灰色三角形区域代表微宇宙体积变化，蓝色三角区域代表资源量变化。
论文作者
邓巍（大理大学东喜玛拉雅研究院2020级生态学研究生）
刘李蕾（大理大学东喜玛拉雅研究院2021级生态学研究生）
俞国斌（大理大学东喜玛拉雅研究院2020级本科生）
李娜（大理大学东喜玛拉雅研究院助理研究员）
杨晓燕（大理大学东喜玛拉雅研究院教授）
肖文（大理大学东喜玛拉雅研究院研究员）
论文链接：
https://doi.org/10.3390/microorganisms10101993
撰稿：俞国斌
校审：张淑霞
排版：黄树菊
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