微生物生态系统和种群的多样性

微生物生态系统的多样性

在不同环境条件下的微生物生态系统其组成分、数量、活动强度和转化过程等，都很不一样。如陆地环境中与水域环境中的微生物生态系统不会相同。即使同是水域，由于海水环境和淡水环境中的理化因素和基质成分不—样，造成了对微生物的选择性不一样，结果组成的微生物生态系统有着各方面的差异。因此，—般来说，每一个特定的生态环境，都有一个与之相适宜而区别于其它生态环境的微生物生态系统。

在同一个生态环境中，由于其中某一因素的变化，也可能会引起微生物生态系统中组成分或代谢强度、最终产物的改变。例如，环境受每日、每季、每年周期性变化的影响，微生物生态系统中的优势群体往往会随温度变化而产生周期性演替。

微生物生态系中的种群多样性  

在一个微生物生态群落中，不占优势的种在很大程度上决定着在这个生态系统的营养水平和整个群落的种间多样性。—般来说，在一个群落中，当—个或少数种群达到高密度时，种间多样性即会下降。某一种群的高数量表明了这—种群的优势和成功的竞争作用。

成熟的生态系是一个复合体，高量种数即高度多样性使得形成许多种间关系。在—个群落中，在—个群落内的种间多样性反映了一个种群的遗传多样性。如果环境受到一个单向性因子的强烈影响，群落稳定性的维持就较困难。由于微生物对于明显的物理化学胁迫的适应具有高度的选择性，因此物理化学的胁迫导致了大量具有较大适应性的种群的富集和联合。在这种情况下，种群就减少，对于群落来说则只有少数种群占优势即种间多样性变小。例如盐湖里的微生物种群多样性通常较港湾的微生物种群更为狭小。热泉中的微生物群落较之非污染河流中的群落多样性要低得多。象酸性泥沼、热泉、南极荒漠等受物理因素控制的栖息地中，种间多样性就相当低。

在受生物学性控制的环境中种间多样性相对较高，即种群之间相互作用的重要性要超过非生物性胁迫，许多生境如土壤中的微生物多样性一般比较高，但在受到胁迫或干扰的条件下，如受病原菌感染的植物或动物组织，多样性就会明显降低。

种间多样性在演替过程中随之增加，而在胁迫情况下会减少。种群多样性低的受胁迫的群落对于环境的进一步变化的适应性差，而具高多样性且在生物学上适应胁迫的群落则能较好地适应环境波动。

一个微生物群落的遗传多样性指数可用整个微生物群落的 DNA 的异源性表示，从样品中获得整个微生物群落的总 DNA ，代表了这个群落的总基因库。 DNA 间的相似性越大（即遗传多样性低）， DNA 退火的速度越快。反过来 DNA 异源性越大（遗传多样性高）， DNA 退火的速率越慢。有人用此法测定了直接从土壤提取的 DNA 异源性，发现了相当于 4000 种完全不同的土壤细菌基因组，这表明此土壤微生物群落中存在 4000 种不同的种群。这个数量较之用分离方法所获得的菌株高出 200 倍。且表明大多数的遗传多样性是位于用传统技术不能分离出来的微生物群落部分。大多数可生长于琼脂平板上的种群是具有高生长速率和生长于高浓度营养的选择性种群。

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