淘汰か殺処分か
淘汰か殺処分か
https://twitter.com/NatureEcoEvo/status/1707681925685448903?t=Z5Eu8RO7OEa6MdaSt1EPjQ&s=19
ジェームズ・C・コスモプロス＆カーティク・アナンタラマン
乾燥土壌での降雨をシミュレートした実験から
をシミュレートした実験から、土壌微生物叢のウイルスメンバーが
原核生物の宿主群集を維持することで
原核生物宿主コミュニティの
勝者淘汰」モデル
土壌は、地球上で最も多様なマイクロバイオームのひとつである。
原核生物、真核生物、ウイルスの集団が存在する。しかし
ウイルスは土壌中に非常に多く存在すると推定されているが¹、その研究は特に困難である。
土壌の空間的・物理化学的不均質性と、土壌に存在せざるを得ない
土壌の空間的・物理化学的不均質性と、ウイルスが他の生物に依存せざるを得ないためである。
特に研究が難しい。土壌の水分や含水量は、原核生物の活動を制御する重要な要因である。
原核生物の活動を制御する重要な因子である。しかし、土壌の水分がウイルスの活動にどのような影響を与えるのか
原核生物の宿主の交替にどのような影響を及ぼすかは、現在のところよくわかっていない。
特徴づけられていない。Nature Ecology & Evolution誌によると、Santos-Medellín
らは、降水後の土壌微生物群集が時間的・空間的にどのように変化するかについて報告している。
について報告している。原核生物と土壌微生物のDNA
原核生物とウイルス群集のシーケンシング、そして細胞外の
彼らの研究は、自然生態系における乾燥土壌の再湿潤が、ウイルス群集の大幅な増加を伴うことを明らかにしている。
その結果、自然生態系における乾燥土壌の再湿潤は、ウイルスの多様性の大幅な増加を伴うことが明らかになった。
ウイルス群集と宿主群集の入れ替わりが起こる。
ウイルス
b
時間
図1| 乾燥土壌に降雨があると、土壌微生物群に大きな変化が起こる。
a,数ヶ月間降雨のなかった乾燥土壌には、多様な原核生物宿主が存在するが、ウイルスはほとんど存在しない。
原核生物の宿主は多様だが、ウイルスは少ない。
b,c,乾燥した土壌を再湿潤させると、土壌微生物叢は大きく変化する。
更新を確認する
宿主を完全に殺すことなく、優勢な原核生物分類群を捕食する。
を捕食する。
過去20年間で、ウイルスが微生物の重要な構成要素として認識されるようになってきた。
ウイルスがマイクロバイオームや生態系の重要な構成要素として認識されるようになってきた。しかし
このような知識の多くは、ゲノム調査によってもたらされたものである。
ウイルスゲノムの復元と研究のための計算機的アプローチの進歩に支えられている。
の進歩に支えられたゲノム調査によってもたらされた。これらの研究は、ウイルス、特にバクテリオファージが
特にバクテリオファージが、さまざまな環境における原核生物群集の動態や代謝を促進し
と代謝を駆動し、地球規模の生物地球化学的プロセスに影響を与えていることが明らかになった。
地球化学的プロセスに影響を与えている。しかし、ウイルスを研究するためのモデル系や実験的アプローチは
ウイルスを研究するためのモデル系や実験的アプローチは、宿主微生物と比較して不足している。
であり、そのほとんどが海洋系に限られている。
Santos-Medellínら³は、このギャップを埋めるために、3つの異なる土壌の乾燥土壌におけるウイルスの動態を研究した。
カリフォルニア州北部の3つの異なる草原の乾燥土壌におけるウイルスの動態を研究することで、このギャップを埋めることを目的とした。
カリフォルニア州北部、地中海性気候帯の3つの異なる草原から採取した乾燥土壌におけるウイルス動態を研究することによって、このギャップを埋めることを目的とした。これらの場所から集められた乾燥土壌は
これらの場所から採取された乾燥土壌は、実験室でマイクロコズムに分割された。
無菌水を加えて、元の生態系が毎年経験する降雨イベントをシミュレートした。
生態系が毎年冬の初めに経験する降雨をシミュレートした。
その結果、降雨の直後にウイルスの多様性が増加することがわかった。
この増加の大きさは降雨の履歴によって異なることがわかった。
長い乾燥期間を経験した場所の土壌では、ウイルス多様性の増加は小さかった。
長い乾燥期間を経験した場所の土壌では、ウイルス多様性の増加はわずかであった。
一方、最近降雨があった地域の土壌では、より大きな増加が見られた（図1）。
с
微生物の活性とウイルスの多様性と存在量の増加は、ウイルス群集の組成の変化によって示された。
経時的に変化するウイルス群集の構成によって示される。
異なる色と形で示されている）。対照的に、原核生物群集の変化は
原核生物群集の入れ替わりはあまり見られない。