樹幹深處的微生物組圖

 (https://www.nature.com/articles/s41586-025-09316-0.epdf?sharing_token=iOFgxeln4UxejUZkblJeJtRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0P5eBa6eGUnNotTz2n_Ms7b-Ex9EKKhKPxD7pqdzcRpe7__MQn2SQkcKnmH_ZerWlDP2G7HW5fpx-9fT_zGoHU8nVkxrNJGTL3dQLtFz9x-fYeyp0LjBCaykNsMvAvaDKS2SQZv3WZuekLcLaOwkwuFBDa4C255fOLG1uC0yVZdQvGHZWpG00kJaTE_L6MwlFY%3D&tracking_referrer=www.scientificamerican.com)

 

科學家已經繪製了人類腸道、深海生態系統甚至是雲層中的微生物族群圖譜。然而,樹幹內的微生物群落至今仍未被發現。在《自然》雜誌最近的一項研究中,研究人員分析了大約150棵樹,繪製了16個物種的微生物群落圖。他們估計,一棵成熟樹木的樹幹「微生物組」中大約有1兆個細菌,不同的群落生活在不同的層次。

最有趣的是,在深層心材中發現了厭氧細菌(不消耗氧氣的細菌)會產生甲烷。 「事實證明,樹木內部的生物與我們在森林其他地方發現的生物截然不同,樹木內部的生物群落更類似濕地的生物群落。

長期以來,人們認為植物組織是無菌的。在20世紀初,當這一觀點被推翻時,研究人員主要關注根部,因為許多細菌和真菌參與了土壤中的養分循環。植物的枝條、樹幹和葉子中可能存在的任何生物都幾乎被忽視了。

為了探討樹幹中隱藏的生物群落,這篇論文在活樹幹上鑽孔,提取薄芯樣本,並立即用乾冰冷凍,以抑制微生物活動。之後,他們將芯材分離成邊材和心材(分別是樹幹的中間層和最內層),將冷凍的木材磨成粉末,並對每層中的細菌進行定序。為了研究活體微生物的活動,他們還密封了在樹上鑽孔,隨後測量了不同層釋放的甲烷和一氧化二氮等氣體。

研究發現,進化程度相近的樹木往往擁有相似的微生物群落。在樹幹深處發現了一個驚喜:在較老的、內部的心材中,看到的微生物更像濕地裡的微生物——厭氧菌和甲烷產生菌,這些菌種適合在澇漬缺氧的環境中生存,外層的一些細菌可能會消耗部分甲烷,但這項研究表明,樹木內部產生甲烷和一氧化二氮的細菌仍然可能產生溫室氣體排放,應該將這些排放納入計算中。



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