空气微生物,细菌如何环游世界

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


从它们的大小来看,细菌似乎不是能够远距离传播的生物。它们中的许多肯定有移动能力,但通常是在微米尺度上。细菌必须依靠周围环境来运输它们,而不是使用自身的推进力;海洋、周围的陆地和空气。

英国和瑞士实验室的研究人员(参考文献 1)使用计算机模型,研究了不同大小的细菌可以传播多远。一个全球大气环流模型被用来虚拟释放直径为 9、20、40 和 60 微米的微生物,释放地点遍布全球各地,并观察它们能传播多远。虽然该论文更侧重于较大的原生生物大小的微生物,但微小的微生物传播得更远、更快,这应该不足为奇。

他们发现,虽然微小的微生物在它们被释放的半球内(即北半球或南半球)广泛传播,但半球之间的移动量却非常小。例如,在南美洲大气高层释放的细菌不太可能到达欧洲,但很容易传播到澳大利亚。西向东的扩散比相反方向更普遍,因为细菌被风流拾起并随之飘荡。


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这有助于解决一个令人感兴趣的问题,即微生物多样性如何塑造它们的进化。如果细菌如此擅长传播,为什么世界各地的细菌不都一样呢?已经出现了不同的假设来回答这个问题,我最喜欢的是,虽然细菌可以轻松传播,但它们并不总是在新的环境中定居。正如劳伦斯·贝金所说,“万物无处不在,但是,环境会进行选择”。一群细菌可能能够从墨西哥传播到澳大利亚,但它们可能在到达那里时被杀死或被淘汰。

这项研究当然支持了细菌有可能远距离传播的观点。南北半球边界是一个有趣的边界,但细菌不仅仅通过风传播。水流、昆虫或动物媒介,或者至少是搭乘空中飞人的商务人士的行李(或肺!)顺风车,都为小型非运动性生物在全球范围内移动提供了多种方式。尽管运动能力有限,但细菌的传播距离几乎没有限制。它们甚至被送入太空!

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Wilkinson, D., Koumoutsaris, S., Mitchell, E., & Bey, I. (2011). Modelling the effect of size on the aerial dispersal of microorganisms Journal of Biogeography DOI: 10.1111/j.1365-2699.2011.02569.x

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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