編輯推薦：研究人員發現了一個基本但令人驚訝的事實，與實驗室培養皿相比，廚房海綿是一個更好地培養多種細菌群落的培養箱。但不僅僅是被困的剩飯剩飯讓聚集在周圍的微生物聚寶盆如此快樂和富有成效，還有海綿本身的結構。
在一系列的實驗中，科學家們展示了不同的微生物物種是如何影響彼此的種群動態的，這取決於它們結構環境的因素，如複雜性和大小。一些細菌在多樣化的群落中茁壯成長，而另一些則更喜歡獨自生存。一個讓這兩種生物都能過上最好生活的自然環境，將會帶來最強水平的生物多樣性。
土壤提供了這種最佳的混合住房環境，你的廚房海綿也一樣。
杜克大學的生物醫學工程師You說：他們的研究結果表明，使用細菌來完成清理汙染或生產商業產品等任務的行業應該考慮到結構環境。這項研究結果發表在2月9日的《自然化學生物學》雜誌網路版上。“細菌就像經歷過疫情的人一樣，有些人很難被隔離，而另一些人卻能茁壯成長。我們已經證明，在一個物種之間既有積極互動也有消極互動的複雜群落中，存在一種中等程度的融合，將最大限度地實現整體共存。”
微生物群落在整個自然界中以不同程度的混合。土壤為不同的人口提供了許多角落和縫隙，他們可以在沒有與鄰居太多互動的情況下生長。葉子頂部的小水滴也是如此。
但是，當人類將許多細菌物種一起扔進一種無結構的黏稠物中，用來生產諸如酒精、生物燃料和藥物等商品時，它通常是在一個盤子中，甚至是一個大桶中。在他們的實驗中，You在他的實驗室展示了為什麼這些工業努力開始採取一種結構性的方法來生產努力可能是明智的。
研究人員對大約80種不同的大腸桿菌菌株進行條形碼編碼，以便追蹤它們的種群增長。然後，他們在實驗室的生長板上用各種組合方式將細菌混合在一起，這些細菌有各種各樣的潛在生存空間，從6個大水井到1536個小水井。大井模擬了微生物物種可以自由混合的環境，而小井模擬了微生物物種可以自我封閉的空間。
不管棲息地大小如何，結果都是一樣的。由少數物種開始的小井最終演變成只有一兩個菌株存活的群落。同樣地，那些開始時擁有廣泛生物多樣性的大水井也在實驗結束時只剩下一兩個物種。
“少量的食物確實傷害了那些依賴於與其他物種相互作用而生存的物種，而大量的食物則消滅了那些遭受這些相互作用(孤獨者)的物種，”You說：“但中間分配允許微生物群落中倖存者的多樣性達到最大。”
研究結果為研究不同細菌群落的研究人員提供了一個框架，讓他們開始測試什麼樣的結構環境最適合他們的研究。他們還指出了為什麼廚房海綿是微生物如此有用的棲息地。它模仿了健康土壤中不同程度地分離，提供不同的分離層與不同大小的公共空間相結合。
為了證明這一點，研究人員還用一塊普通的家用海綿進行了實驗。結果表明，它是一種比他們測試過的任何實驗室裝置都更好的微生物多樣性培養器。
“事實證明，海綿是一種非常簡單的方法，可以實現多級分配，提高整體微生物群落，也許這就是為什麼它是一個非常髒的東西——海綿的結構只是為微生物創造了一個完美的家園。”
來源：Duke University
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