DNA揭示了独特的微生物在两极进化
极地湖泊底部的微生物群落独立于其他地区而进化，受到该地区特定的地质、生物和气候历史的影响。微生物群落的独特性凸显了将这些生命形式纳入极地地区管理计划的迫切需要。
由比利时根特大学生物学家和英国南极调查局的DominicHodgson教授领导的国际科学家研究小组对200多个北极、亚南极和南极湖泊的微生物生物多样性和进化历史进行了采样和测序。
这项新研究表明，极地地区的微生物群落组成存在显着差异，北极和南极的湖泊由不同的群落主导。他们的工作是对这些独特微生物组的首次大规模DNA研究，并发表在《科学进展》杂志上。
极地地区的特点是极端的生活条件，例如极低的温度以及水和营养物质的供应不足。这些恶劣环境中的湖泊是生物多样性和生产力的绿洲，微生物在其中占据主导地位。
人们认为，微生物由于其天文数字的数量和较小的细胞尺寸，已经在地球上不受阻碍地移动并定居在所有合适的栖息地。这一假设现已得到检验，通过使用DNA比较200多个北极、亚南极和南极湖泊的群落组成，以确定它们是否具有相同的进化历史。
多米尼克·霍奇森教授领导着英国南极调查局的冰盖和气候变化团队，也是该研究的合著者。他说：“这项研究是多年来对难以到达的微观群落进行采样以及应用DNA最新进展的成果。”
“有证据表明，两极的微生物生命是由个别地区特有的气候和生物因素塑造的，而不是像以前认为的那样，是同一全球进化轨迹的一部分，这是改变游戏规则的。”
自始新世晚期(距今34迈尔)以来，南极洲逐渐被冰盖覆盖，导致大多数动植物群灭绝。它在南半球也高度孤立，这阻止了这些群体重新殖民该大陆。另一方面，北极大陆在地理上高度相连，并且自3.2密尔前以来仅在盛冰期期间才被冰盖覆盖。
在动物和植物中，这导致物种进化史及其在两极的地理分布存在巨大差异。然而微生物被认为可以在地球上自由移动。
这项新研究在北极和南极的湖泊中发现了不同的微生物群。异养细菌(以有机碳为食的微生物)和耐放牧藻类在北极似乎相对更为丰富，而蓝藻(通过光合作用获取能量的微生物)和绿藻在南极湖泊中更为占主导地位。南极洲的物种多样性也较低。
分析表明，历史冰川时期冰盖的形成导致几类微生物从南极洲消失。该团队能够证明，幸存下来的群体可以孤立地进化。这样，一个共同的祖先物种产生了几个亚种和变种，其分布仅限于南极洲。
即使在深层进化层面上，许多遗传谱系似乎也是长期存在的，并且是南极洲独有的。这表明，在很长一段时间内，两极之间的运动相当有限，而且南大洋也构成了微生物的主要屏障。
这些极地湖泊中微生物群落的独特特征是通过增加南极洲旅游开发等方式更好地保护这些栖息地免受人类影响的有力论据。
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