Community structure and hidden phylogenetic diversity of marine fungi in the tropical Indian and western Pacific Oceans
本研究利用对来自热带印度洋和西太平洋的113个样本进行的长读长28S rRNA测序，揭示了广泛的隐藏真菌多样性，包括三个新的候选门类，并证明了海洋真菌群落结构受明显的垂直分层以及经度、磷酸盐和盐度等环境驱动因子的塑造。
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海洋常被想象成一片蓝色的沙漠，一片生命稀疏且寂静的广袤水域。然而，在水面之下，一个由微型生物构成的繁忙世界正驱动着地球最基本的生命过程。在这些隐形的劳动者中，真菌占有一席之地，真菌是一个包括蘑菇、霉菌和酵母菌在内的生命群体。虽然我们通常认为真菌是生长在陆地上潮湿面包或腐烂木头上的东西，但它们也是海洋中至关重要的居民。它们扮演着自然界“回收者”的角色，分解死亡的有机物并将营养物质释放回水中，同时也作为寄生者帮助控制其他微小海洋生物的数量。长期以来，科学家们认为这些海洋真菌主要生活在海底或漂浮的木头上。然而，近期的发现表明，它们无处不在，漂浮在开阔的水域中，并在维持海洋健康方面发挥着比以往理解的更为重要的作用。尽管它们如此重要，但海洋中究竟居住着谁，以及它们彼此之间如何关联，仍然是一个谜，这很大程度上是因为用于研究它们的工具难以呈现出全貌。
一支研究团队致力于破解这一谜团，他们对印度洋和西太平洋的热带海域进行了深入探索。他们从广泛的环境中采集了113份样本，从阳光照射的表层海水到黑暗压抑的深海，从开阔水域到海底的泥质沉积物。为了观察那里存在着什么，他们使用了一种强大的新技术来读取长段的遗传密码，这种方法能够识别出那些旧有的短读长方法所遗漏的生物。他们的目标简单而宏大：绘制出该地区海洋真菌真实的多元图谱，了解它们的分布情况，并弄清楚哪些环境因素决定了它们的栖息地。
研究结果揭示了一个远比人们预想中更加复杂和多样化的世界。通过这些样本，研究人员识别出了近47,000个不同的真菌类群。虽然最常见的类型属于已知的曲孢菌门（Ascomycota）和担孢菌门（Basidiomycota），但这项研究发现了一个此前从未被察觉的隐藏生命层。研究人员发现了生命树上三个完全崭新的分支，这些谱系与任何已知的真菌都如此不同，以至于无法被归入现有的类别中。他们将这些神秘的群体命名为 Candidate.Taichumycota、Candidate.Shizhenmycota 和 Candidate.Xihemycota。这些发现表明，海洋是一个我们才刚刚开始探索的进化历史的储库，而且我们目前的真菌物种清单遗失了故事的重要部分。
研究还表明，这些真菌并非随机散布，而是生活在非常特定的“社区”中。研究人员发现了一种清晰的垂直模式，即不同类型的真菌在不同的深度占据主导地位。这些新的、神秘的谱系表现出了截然不同的偏好：一组仅存在于表层水域，另一组遍布整个水柱但在靠近顶部时最为常见，而第三组虽然随处可见，却在深海沉积物中最为繁盛。这种分离表明，随着向海洋深处移动，环境条件发生了足以支持完全不同真菌类群的变化。生活在深海和海底的生物群落与表层的截然不同，这表明海洋为这些微型生物划分出了不同的生态区。
除了研究“谁在那里”之外，研究人员还观察了这些真菌在“做什么”。通过分析它们的遗传组成，他们可以预测这些生物在生态系统中扮演的角色。表层水域孕育了功能多样的真菌，包括食腐真菌、寄生在其他生物体内的真菌以及作为寄生者的真菌。相比之下，深海和海底则由以分解者为主的真菌所主导，它们负责分解下沉的有机物。这种分工凸显了海洋的垂直结构如何创造了不同的生命机会，即深海在很大程度上依赖真菌来回收从上方掉落的物质。
最后，团队调查了驱动这些模式的力量。他们发现，表层水域的真菌构成是由地理位置和海水化学性质共同塑造的。样本的具体位置，特别是经度，是预测哪些真菌存在的强有力指标。环境因素也起到了重要作用，磷酸盐含量和海水盐度是驱动真菌多样性的关键因素。有趣的是，尽管这些因素解释了部分位置差异，但仍有大量的变异无法得到解释，这表明还有其他复杂的力量在起作用。研究结论指出，热带印度洋和西太平洋蕴藏着极其庞大且隐藏的真菌多样性，拥有独特的进化谱系和复杂的生态角色，而我们才刚刚开始理解这一切。这项工作提醒我们，即使是在研究得最透彻的海洋部分，关于维持我们星球运转的微观生命，仍有许多未知领域等待去发现。
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