主要研究 今天

珊瑚礁里的海绵, 没有它们的邻居珊瑚那么耀眼，但对珊瑚礁的整体健康很重要, 是地球上最早的动物吗. 联合国大学的一项新研究对珊瑚礁生态系统进行了研究，用一种新的方法来理解海绵和与之共生的微生物的复杂进化. 有了这个“基因组时间机器”,“研究人员可以通过数亿年的剧烈进化变化来预测珊瑚礁和海洋生态系统的各个方面.

“这项研究显示了微生物群是如何在7亿多年前的一组生物中进化的,” 塞布丽娜Pankey他是主要研究的博士后研究员，也是这项研究的主要作者，该研究最近发表在该杂志上 自然生态 & 进化. “为了应对气候变化，珊瑚礁上的海绵数量正在增加，它们在水质和营养固定方面发挥着巨大作用.”

这项工作的意义超越了海绵, 虽然, 提供了一种基于基因组学的理解过去的新方法. “如果我们能重建像这样复杂微生物群落的进化史，我们就能了解很多永利app新版本官网地址地球过去的事情,研究的合著者说。 大卫Plachetzki主要研究分子、细胞和生物医学科学副教授. “这样的研究可以揭示现代珊瑚礁存在之前地球海洋化学成分的各个方面, 或者它可以提供永利app新版本官网地址海洋生态系统在大约2.52亿年前发生的历史上最大的物种灭绝之后所经历的动荡的见解.”

“这样的研究可以揭示现代珊瑚礁存在之前地球海洋化学成分的各个方面.”

研究人员使用机器学习方法对来自加勒比地区的近100种海绵物种进行了表征，以模拟海绵独特微生物组中每个成员的身份和丰度, 微生物群落以共生的方式生活在其中的微生物和细菌群落. 他们发现了两种截然不同的微生物组组成，这导致了海绵使用不同的喂养策略(海绵通过泵水通过身体来获取营养)和保护自己免受捕食者的侵害——即使是在珊瑚礁上并排生长的物种中也是如此.

“我们在这篇论文中描述的共生群落类型非常复杂, 然而，我们可以证明它们独立进化了多次,普拉切茨基说.

和, 添加Pankey, “这些微生物群落正在做的事情非常具体……海绵已经多次决定，这种不同的微生物排列对它们有用。.”

利用这种新的基因组方法, 研究人员发现，其中一种不同微生物群的起源, 微生物丰度(HMA)很高，每克组织中有超过10亿个微生物, 发生在地球海洋生物地球化学发生重大变化的时期，与现代珊瑚礁的起源相吻合.

机器学习和基因组测序产生了普拉切茨基称之为“微生物条形码测序的杰作”的发现,这项研究开始于远离实验室的地方, 在加勒比海温暖的海水中.

“我们为所有人而献身,其中400个样本,潘基说, 谁在2017年和2018年进行了五次探险，收集海绵. “这是一个可怕的收藏,她补充道, 承认在加勒比海潜水是有好处的. 这对搭档归功于合著者 迈克尔较小, 联合国大学名誉研究教授, 建立现场工作技术, 以及他们来自密西西比大学和阿根廷国立Comahue大学的共同作者，以协助海绵收集和分子鉴定. 前研究生Keir Macartney也为这项研究做出了贡献.

本项目由国家自然科学基金“生物多样性维度”项目OCE-1638296/1638289和生物海洋学项目OCE-1632348/1632333资助.