有限的适应性使淡水细菌容易受到气候变化的影响

基因组较小的淡水细菌经常经历长时间的适应性停滞。根据对苏黎世湖和其他欧洲湖泊样本的基因组分析，苏黎世大学的研究人员发现了塑造这些细菌生活方式的特定进化策略。了解水生微生物群落的进化动力学是保护生态系统服务的关键

淡水资源有限，仅占地球水资源的3.5%，地表水资源仅占0.25%。尽管如此，淡水湖由于其高生物生产力和微生物活性，对生态系统功能和全球碳循环至关重要。它们对人类生存至关重要，提供饮用水，支持农业、渔业和娱乐。然而，气候变化；特别是不断上升的温度&mdash；破坏对营养循环和水质维持至关重要的微生物群落，从而威胁到这些栖息地

Adrian Stefan Andrei说：“考虑到细菌物种在淡水环境中的重要作用及其重要的生态功能，了解它们对不断变化的环境条件的适应能力对于生态系统的复原力和可持续资源管理至关重要。”。他是苏黎世大学植物与微生物生物学系微生物进化基因组学实验室的负责人

他的研究团队分析了2015年至2019年间收集的五个欧洲淡水湖的时间序列样本：瑞士的苏黎世湖、图恩湖和康斯坦斯湖，以及Ří；mov水库和Jiř；ick&啊可爱；捷克共和国的池塘。研究结果发表在《自然通讯》杂志上

Andrei说：“尽管生态位适应是推动种群多样化和新物种出现的主要进化机制，但我们的研究结果令人惊讶地表明，许多基因组较小的丰富淡水细菌往往会经历长时间的适应停滞。”

这种适应过程的停滞挑战了微生物物种能够适应不断变化的环境条件的传统期望

“鉴于这些微生物群落在淡水系统中发挥的重要作用，我们的研究强调了了解细菌适应性极限的重要性，”研究人员补充道

分泌的蛋白质作为进化适应的指标

细菌通过利用特殊的蛋白质来适应环境，这些蛋白质可以分泌到周围的培养基中或与细胞膜结合。这些蛋白质在营养吸收、细菌间交流以及对环境刺激的检测和反应中发挥着至关重要的作用。细菌的适应性通常依赖于编码这些蛋白质的基因内的遗传多样性

然而，研究人员现在表明，在基因组大小减少的大量淡水细菌中，这些基因的变化惊人地小，这表明它们处于适应性停滞阶段。因此，这些细菌在适应不断变化的环境条件方面可能面临挑战

Andrei说：“我们的观察表明，这些细菌很可能通过达到理想的蛋白质结构和活性水平而达到了适应度峰值。”

它们的蛋白质组在进化过程中已经达到了最佳状态，在这种状态下，进一步的重大变化对生物体生存和适应其当前的生态位既不有利也不必要。这种固有的灵活性限制了这些生物探索新的遗传变异和有效适应动态环境条件的能力

Andrei总结道：“在我们应对气候变化不断升级的影响时，这些知识至关重要，气候变化严重威胁着淡水栖息地，即特别容易受到人为变化影响的环境。”