解释微生物组成的随机模型

所有生物——从最简单的动植物有机体到人体——都与巨型微生物共生体密切相关，这些微生物共生体在它们的组织内外定居。与宿主微生物的功能合作，科学家称之为代谢生物学，直到最近才成为生命科学研究的焦点。今天，我们知道我们只能理解许多与生物体和共生体相互作用有关的生命过程。基尔大学(CAU)合作研究中心(CRC)1182“微生物的起源和功能”旨在了解宿主-微生物关系的传播和功能后果。

CRC 1182研究人员的一个关键问题是，在个体发育过程中，生物体微生物组的组成是如何形成的。目前尚不清楚微生物群落组成是更多地受函数选择过程控制，还是随机过程占优势。为了检查微生物的组成，来自CAU CRC 1182和pln的Max Planck Institute of Evolutionary Biology(MPI-EB)的研究小组现在将所谓的“中性元生物”理论应用于整个模式生物，从非常简单的生物到复杂的脊椎动物。来自基尔和pln的科学家昨天在《公共科学图书馆生物学》上发表了他们的研究成果。

进化的零模型

该理论提供了一种使高度复杂的微生物个体组成易于控制的方法。进化研究的基本模型是所谓的中性零模型。这是用来预测人口将如何发展，没有任何选择的压力。CRC 1182的研究小组现在已经将这个模型应用于从线虫到家鼠的几种模式生物，并将预测与实验收集的数据进行了比较。“许多生物的理论和实验数据非常吻合。比如《家鼠》中预测的成分，在实际的微生物群落中就能找到。”MPI-EB研究助理兼CRC成员Michael Sieber博士总结道。182.与我们之前假设的组成相比，“选择可能在微生物组中发挥更小的作用”。虽然这并不意味着微生物组对生物体没有重要的功能，但它可以表明微生物组的许多不同组成可以同样好地执行这些功能。那么，一个生物体内实际形成的特定成分是偶然的。"

进一步探索微生物组的图谱

然而，研究人员确实注意到中性模型和微生物组的真实组成之间存在一些重大偏差。例如，小鼠微生物组中的单一细菌物种不符合中性预测。而且秀丽隐杆线虫的微生物种类组成完全不符合中性模型。

“我们假设模型和现实之间的这些偏差可能表明一些微生物的特定功能，”Siber强调说。因此，通过研究系统偏离中性模型，有可能发现微生物组中某些细菌物种的关键功能。

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