地球微生物组计划

一项名为“地球微生物组计划”(Earth Microbiome Project)的新全球倡议计划建立一幅栖息在地球每个角落的数十亿细菌的基因图谱，并找出它们如何融入地球的生态系统。《地球脉动》播客记者蒂姆·赫希采访了一些参与其中的科学家……

巴西的大西洋森林是地球上最多样化的生态系统之一。例如，在这里，你可以找到近一千种鸟类，在一公顷土地上发现了400多种树木。多亏了DNA测序，像玛西娅·兰巴斯这样的研究人员现在能够发现生物多样性的一个全新层面。

玛西娅:我们在这里发现的是，每一种树种都有自己的细菌群落，它们生活在树叶上，我们发现生活在树皮上的细菌也有同样的情况，它们与树根有关。我们估计，每一种树种的叶子表面大约有500或600种不同的细菌。

蒂姆:只是在叶子表面?

玛西亚:没错。

蒂姆:然后你下到树皮那里?

玛西亚:哦，那你还有200或300个。如果你往下看，大概有1000个，甚至更多。

我们这里有三个盒子，是英国土壤的代表性样本。

蒂姆-我把热带雨林的高温换成了牛津郡生态和水文学中心的冷冻室，罗布·格里菲斯(Rob Griffiths)正在那里用类似的技术研究英国土壤中微生物的多样性。

罗伯:每个样品上都有条形码。我们可以很好地追踪样本在野外的确切位置:这些信息是作为农村调查的一部分收集的，包括那里的植物种类、气候、GPS位置。

蒂姆:好吧，这里有点冷了，我们还是把箱子关上，到外面继续聊吧，不然我们都冻死了。

罗布:我们现在在实验室里。我们在冰箱里有非常小的管子，用来称量土壤的重量。基本上，我们现在要做的就是提取DNA。所以土壤里所有的DNA。

蒂姆:这意味着你不是在看单个生物体，而是在看整个生物体内部的DNA，对吗?

罗布:是的。我们并没有真正看到任何生物。但我们确实知道，即使一个细胞看起来和另一个细胞一样，也可能有完全不同的基因组成。不幸的是，观察这些生物生态的唯一方法，就是观察它们的DNA。

蒂姆:下一个问题，也是比较难的一个，为什么这很重要?我们对这些东西了解得越多，它在未来对我们的帮助有多大?

这是最基本的问题。一旦我们知道在哪里发现了不同类型的微生物，我们就可以开始做真正有趣的科学研究了，也就是看看我们在一种土壤中发现的不同多样性是否与另一种土壤有关系。

蒂姆:所以它可以帮助，例如，了解人类对环境的影响?

罗布:是的。完全正确。人类对环境的影响是我们管理土地的方式，影响微生物的多样性。这是否会对温室气体循环产生进一步的影响?土壤中的微生物是温室气体循环的重要调节者。

来自农村调查的样本将成为一个雄心勃勃的项目的一部分，该项目旨在建立微生物生物多样性的全球图景——一种世界微生物地图集。地球微生物组计划由芝加哥氩实验室的杰克·吉尔伯特负责协调。

杰克:我们需要了解生态系统中的微生物是如何控制生态系统健康的，因此，地球微生物组计划想要调查世界各地的微生物。我们试图了解它们在每个生态系统中做了什么，以及它们是如何影响生态系统的功能及其提供的服务的。

蒂姆-杰克·吉尔伯特曾在普利茅斯海洋实验室工作，分析英吉利海峡的微生物。他的研究小组发现有一个明显的季节循环，因此冬天发现的细菌种类比夏天多得多。同样来自生态和水文学中心的道恩·菲尔德教授参与了这项研究。

道恩:很长一段时间以来，人们一直在争论微生物是否无处不在，所以地球上的每个地方都有相同的微生物，但环境只选择了少数非常非常丰富的微生物。或者我们真的在不同的地方发现了完全不同的社区。我们在那里做的一些进一步的工作实际上表明，在很多方面，同样的社区在那里，这只是比例的变化。所以可以说，在一年中的不同时间，某些微生物谱系表现得更好，开始大量繁殖。

蒂姆:所以你只是在一年中的特定时间才发现它们，但它们总是在那里?

道恩-没错。举个例子，如果你想对石油泄漏进行补救，把营养物放在泄漏的石油上，把那些可以吃石油的微生物从背景中拉出来，比引入新的微生物更有效。

海伦-道恩·菲尔德来自生态和水文中心，蒂姆·赫什为您报道。