作者：Katarina Kajan, Helena Osterholz, James Stegen等

湖泊是全球碳循环的活跃组成部分，并承载着一系列降解和改变溶解有机质（DOM）的过程。通过DOM分子的降解和新化合物的合成，水生环境中的微生物强烈而持续地影响化学多样性，化学多样性反过来也可以影响微生物多样性。更好地了解沿着空间和环境梯度出现的生物多样性模式是群落生态学的主要目标之一。气候变化可能会影响生态反馈，包括影响微生物群落的反馈。为了维持湖泊生态系统的功能并预测环境中的碳循环，了解微生物和DOM多样性之间的耦合越来越重要。我们结合高通量测序和超高分辨率质谱与零模型方法来揭示控制湖泊中DOM和微生物群落结构和模式的生物和非生物机制。零模型的优点是能够评估随机和确定性组装过程对DOM和微生物群落组合中的相对影响。本研究包括生产季节阶段大陆和地中海气候的六个温带湖泊中DOM和微生物群落的时空特征。所研究的湖泊具有不同的环境条件和营养来源。我们的研究结果表明，分子水平的DOM多样性与单个微生物群落的多样性之间具有较高的协方差，特别是与微型真核生物和自由生活细菌的多样性，表明了它们的动态反馈。我们发现，分子水平的DOM多样性和微型真核生物群落多样性可以反映湖泊和气候区域之间的差异性。此外，零模型结果表明，不管是在湖泊内部还是在湖泊之间，DOM组合过程均由确定性变量选择。与之相反，不同营养状态和气候区域内湖泊的微生物群落组装过程差异很大。DOM和微生物组成过程的差异并不表明这些成分之间的耦合较弱，相反，它表明不同的因素可能分别影响微生物群落和DOM的组合过程。进一步了解DOM-微生物的耦合（或缺乏耦合）是建立未来湖泊生态和功能预测模型的关键。

（来源：Water Research. 245, 120653 (2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.120653）