Macroecological patterns in experimental microbial communities

William R. Shoemaker

doi:10.1371/journal.pcbi.1013044

2025-05-08

William R. Shoemaker *

Álvaro Sánchez

Jacopo Grilli

DOI：10.1371/journal.pcbi.1013044

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摘要

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生态学历史上受益于对群落内及群落间生物多样性统计模式的表征，这种方法被称为宏观生态学。在微生物生态学中，宏观生态学方法已识别出可通过有效模型捕捉的多样性和丰度的普适模式。实验同时发挥了关键作用，因为高重复群落时间序列的出现使研究人员能够探究潜在的生态力量。然而，实验室进行的实验与自然系统中记录的宏观生态模式之间仍存在差距，因为我们尚不清楚这些模式是否能在实验室中重现，以及实验操纵是否会产生宏观生态效应。本研究旨在弥合实验生态学与宏观生态学之间的差距。通过高重复时间序列，我们证明尽管在受控条件下，自然中观察到的微生物宏观生态模式存在于实验室环境中，并可统一在生长的随机逻辑斯蒂模型（SLM）之下。我们发现人口操纵（如迁移）会影响观察到的宏观生态模式。通过修改SLM以纳入所述操纵及实验细节（如采样），我们获得了与宏观生态结果一致的预测。通过结合高重复实验与生态模型，微生物宏观生态学可被视为一门预测性学科。

Keyword:

ALTERNATIVE STABLE STATES

GROWTH

DISTRIBUTIONS

LAWS