增温降低干旱区湖泊真核微生物的多样性、网络的复杂性和稳定性
全球气候变暖和人类活动所导致的多样性丧失是影响生态系统功能完整性的主要威胁。作为对气候变化极为敏感的记录器,干旱地区湖泊对气候变化的响应受到广泛关注。微生物是湖泊生态系统中种类最多、代谢最为活跃的生物类群,它们不仅在湖泊的生物地球化学过程中起着关键的作用,而且对气候变化也极为敏感。然而,与浮游植物及原核细菌相比,关于气候变暖对湖泊真核微生物群落的影响及其反馈机制目前仍知之甚少。
近日,中国科学院南京地理与湖泊研究所高光研究员课题组在环境类主流学术期刊Environmental Research发表题为Warming reduces microeukaryotic diversity, network complexity and stability的研究论文。该研究根据我国最大的内陆淡水湖——新疆博斯腾湖夏季平均温度及IPCC在不同情境下对全球表面温度的预测设计了20个跨越5个温度情景(26 、27.5 、29 、30.5 和32 )的中宇宙系统,通过18S rRNA 基因测序从群落水平和网络水平揭示了短期增温对于湖泊真核微生物群落的影响以及可能的驱动机制。
该研究发现增温幅度、持续时间及两者的交互作用显著降低了真核微生物的 多样性。虽然增温没有显著影响真核微生物的群落结构,但增强了物种的周转。真核微生物网络在不同温度情景下表现出不同的共发生模式和拓扑特性。增温也降低了网络的复杂性和稳定性,并改变了物种之间的相互作用。
图1 不同温度情景和时间下真核微生物的 多样性
图2 不同温度情境下真核微生物网络的复杂性和稳定性
图3 真核微生物对于短期增温的响应模式及可能的驱动机制
该研究为进一步预测气候变暖后干旱地区湖泊生态系统的稳定性及其响应机制提供科学依据,同时对我国西北干旱地区湖泊生态系统管理具有重要应用价值。
中国科学院南京地理与湖泊研究所汤祥明副研究员为该论文通讯作者,硕士研究生申震为论文第一作者。研究得到了国家自然科学基金(新疆联合基金)的资助。