南京农业大学发《PNAS》突破性研究，挑战传统假说！

学术 2024-12-18 14:33 北京

近日，南京农业大学科研团队揭示了微生物多样性如何塑造捕食者体型大小的生态学机制，挑战了传统微型生态系统中捕食-被捕食关系以毒性为主导的假说。相关成果以题为“Metabolites limiting predator growth wane with prey biodiversity”发表在国际权威期刊《PNAS》。

捕食-被捕食关系是生态系统适应性演化和功能的重要驱动力。然而，在复杂的土壤微生物群落中，传统观点认为有毒代谢物是决定捕食者生长的关键因素。本研究基于122种已测序的细菌组成的合成群落，设计了单一物种到50种物种的多样性梯度，并引入4种线虫捕食者，通过测量超过15,000个线虫个体，系统探索了微生物群落特征对捕食者体型的影响。

研究发现：1）在单一物种环境下，猎物的次生代谢物是捕食者体型的主要决定因素；2）在高微生物多样性环境中，猎物的体型大小成为预测捕食者体型的关键因素，而次生代谢物的重要性显著下降；3）捕食者更倾向于捕食大型微生物，这是捕食者适应多样性环境的生态学策略，体现了捕食者与猎物间的“大小匹配”关系。

这一突破性研究首次揭示了捕食者与猎物之间的性状依赖性互作在微生物多样性梯度下的动态变化，挑战了传统毒性假说，并强调在多物种生态系统中，捕食者-猎物关系更受猎物体型等形态特征的驱动。该研究不仅为土壤微生物食物网的动态预测提供了新的视角，还为基于基因组数据的精准营养网络模型的构建奠定了基础。

本研究由沈其荣院士团队和胡锋教授团队合作完成。沈其荣院士团队李根博士后为论文第一作者，胡锋教授团队刘婷副教授为论文通讯作者，韦中教授、李辉信教授、Alexandre Jousset教授和加拿大麦吉尔大学Joann K. Whalen教授共同参与并指导了此项工作。该研究得到了国家重点研发项目 (2022YFD1500302) 和国家自然科学基金 (32201399, 3217640) 的资助。

全文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2410210121

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