微生物生態(tài)系統和種群的多樣性

微生物生態(tài)系統的多樣性

在不同環(huán)境條件下的微生物生態(tài)系統其組成分、數量、活動(dòng)強度和轉化過(guò)程等，都很不一樣。如陸地環(huán)境中與水域環(huán)境中的微生物生態(tài)系統不會(huì )相同。即使同是水域，由于海水環(huán)境和淡水環(huán)境中的理化因素和基質(zhì)成分不—樣，造成了對微生物的選擇性不一樣，結果組成的微生物生態(tài)系統有著(zhù)各方面的差異。因此，—般來(lái)說(shuō)，每一個(gè)特定的生態(tài)環(huán)境，都有一個(gè)與之相適宜而區別于其它生態(tài)環(huán)境的微生物生態(tài)系統。

在同一個(gè)生態(tài)環(huán)境中，由于其中某一因素的變化，也可能會(huì )引起微生物生態(tài)系統中組成分或代謝強度、最終產(chǎn)物的改變。例如，環(huán)境受每日、每季、每年周期性變化的影響，微生物生態(tài)系統中的優(yōu)勢群體往往會(huì )隨溫度變化而產(chǎn)生周期性演替。

微生物生態(tài)系中的種群多樣性  

在一個(gè)微生物生態(tài)群落中，不占優(yōu)勢的種在很大程度上決定著(zhù)在這個(gè)生態(tài)系統的營(yíng)養水平和整個(gè)群落的種間多樣性�！�般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)群落中，當—個(gè)或少數種群達到高密度時(shí)，種間多樣性即會(huì )下降。某一種群的高數量表明了這—種群的優(yōu)勢和成功的競爭作用。

成熟的生態(tài)系是一個(gè)復合體，高量種數即高度多樣性使得形成許多種間關(guān)系。在—個(gè)群落中，在—個(gè)群落內的種間多樣性反映了一個(gè)種群的遺傳多樣性。如果環(huán)境受到一個(gè)單向性因子的強烈影響，群落穩定性的維持就較困難。由于微生物對于明顯的物理化學(xué)脅迫的適應具有高度的選擇性，因此物理化學(xué)的脅迫導致了大量具有較大適應性的種群的富集和聯(lián)合。在這種情況下，種群就減少，對于群落來(lái)說(shuō)則只有少數種群占優(yōu)勢即種間多樣性變小。例如鹽湖里的微生物種群多樣性通常較港灣的微生物種群更為狹小。熱泉中的微生物群落較之非污染河流中的群落多樣性要低得多。象酸性泥沼、熱泉、南極荒漠等受物理因素控制的棲息地中，種間多樣性就相當低。

在受生物學(xué)性控制的環(huán)境中種間多樣性相對較高，即種群之間相互作用的重要性要超過(guò)非生物性脅迫，許多生境如土壤中的微生物多樣性一般比較高，但在受到脅迫或干擾的條件下，如受病原菌感染的植物或動(dòng)物組織，多樣性就會(huì )明顯降低。

種間多樣性在演替過(guò)程中隨之增加，而在脅迫情況下會(huì )減少。種群多樣性低的受脅迫的群落對于環(huán)境的進(jìn)一步變化的適應性差，而具高多樣性且在生物學(xué)上適應脅迫的群落則能較好地適應環(huán)境波動(dòng)。

一個(gè)微生物群落的遺傳多樣性指數可用整個(gè)微生物群落的 DNA 的異源性表示，從樣品中獲得整個(gè)微生物群落的總 DNA ，代表了這個(gè)群落的總基因庫。 DNA 間的相似性越大（即遺傳多樣性低）， DNA 退火的速度越快。反過(guò)來(lái) DNA 異源性越大（遺傳多樣性高）， DNA 退火的速率越慢。有人用此法測定了直接從土壤提取的 DNA 異源性，發(fā)現了相當于 4000 種完全不同的土壤細菌基因組，這表明此土壤微生物群落中存在 4000 種不同的種群。這個(gè)數量較之用分離方法所獲得的菌株高出 200 倍。且表明大多數的遺傳多樣性是位于用傳統技術(shù)不能分離出來(lái)的微生物群落部分。大多數可生長(cháng)于瓊脂平板上的種群是具有高生長(cháng)速率和生長(cháng)于高濃度營(yíng)養的選擇性種群。

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