今天发表在eLife上的一项研究表明，在定殖新粒子的好处和被捕食者消灭的风险之间进行权衡，使不同的海洋微生物种群能够共同存在。这些发现有助于解释大量不同的细菌和微生物如何在海洋中的漂浮粒子筏上共存。

在资源分散成颗粒的斑块环境中，微生物觅食在自然环境中发挥着关键作用。在海洋和淡水系统中，细菌和微生物可以以不同的方式与颗粒表面相互作用：一些只在短期内定殖，而另一些则形成长寿、稳定的菌落。

长期以来，科学家们一直对海洋中微生物的多样性超出预期感到困惑，这种现象被称为“浮游生物悖论”。虽然研究人员已经开始了解支持这么多不同类型浮游生物的因素，但关于生活在漂浮颗粒上的更丰富的海洋微生物仍然存在许多问题。

“我们想研究分散策略在生活在同一组粒子上的不同微生物成功共存中所起的作用，”共同第一作者 Ali Ebrahimi 说，他在 Ralph M. 博士后期间完成了这项研究。剑桥麻省理工学院 (MIT) 帕森斯环境科学与工程实验室。

Ebrahimi 和团队使用数学建模和计算机模拟来测试不同的扩散策略如何帮助海洋微生物以这种方式共存。他们发现，在生长和生存之间以不同的方式进行权衡可以让微生物共同繁衍生息。

他们的模型表明，长时间停留在单个粒子上的生物体有更多的繁殖机会。然而，它们面临被病毒或其他能够吞噬整个颗粒的捕食者消灭的更高风险。另一方面，更频繁地在粒子之间跳跃的微生物繁殖的机会更少，但面临大规模死亡事件的风险也更低。一种策略相对于另一种策略的成功可能取决于不同的环境条件。

“当粒子供应量很高时，在它们之间快速跳跃的微生物将有更大的生存机会，”麻省理工学院物理系生命系统物理学研究员、共同第一作者 Akshit Goyal 解释说。“但是当颗粒更难获得时，留在原处的细菌将具有优势。”

此外，该团队发现，面对不断变化的环境条件，例如藻类大量繁殖，有利于生长，以及捕食者数量的变化，有利于死亡率，共存可以保持稳定。总之，这些不同的因素显着增加了具有不同分散策略的人群可以共同生活的可能性。

Goyal 总结道：“我们的工作重点是海洋中扩散和死亡之间的联系，但在这些环境中还有很多事情要做。” “未来的研究可以提供重要的新见解，了解环境变化如何影响这些微小的社区，进而影响它们更广泛的海洋生态系统。”