地理学与自然灾害杂志
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抽象的

微生物多样性及其遗传性质公约

丹尼斯詹姆森

“微生物多样性”考虑的是无处不在的大量微生物——最小的生命形式。微生物的三个主要类群是细菌、古细菌和真核生物。细菌和古细菌是原核生物，其遗传物质保存在一条染色体中。在真核生物中，大部分基因组保存在多条染色体中。通过细胞形状和代谢活动的显微镜鉴定、革兰氏染色技术以及 RNA 和 DNA 序列的遗传鉴定，已经鉴定了超过 11,000 种细菌。古细菌有 500 种已命名的物种，分为广古菌门和泉古菌门两个门。真核生物有八个超级类群，全部包括单细胞生物，其中五个完全是微生物。根据生物物种概念，许多动物和一些植物中物种的存在是由真核物种之间的合子前和合子后屏障产生的内聚进化力所保证的。地球上含有大量未知的细菌和古细菌。微生物学家正在努力总结它们的遗传多样性并对它们进行分类，这引发了关于物种定义方法、导致物种形成的机制以及微生物物种是否存在的激烈争论。本综述提出，关于物种存在和定义物种的方法的决策应以基于内聚进化力的无方法物种概念为指导。它总结了当前定义物种的方法以及这些方法的问题，并提供了物种水平及以下群体遗传模式的选定例子。人们对微生物物种提出了各种概念，但没有一个被普遍接受，可能是因为所有这些概念都包含了方法学方面的考虑。与基于特定方法的概念相反，无方法的单一物种概念，即“物种是元种群谱系”。元种群是“相互关联的亚种群的集合”，具有“最大包容性”，其限制由进化内聚力设定。一个谱系可以被认为是一个随时间延伸的元群体，“占据一个与其范围内任何其他谱系略有不同的适应区”，并且“与其范围之外的所有谱系分开进化”。与其他物种概念不同，“元种群谱系不一定要在表型上可区分，或可诊断，或单系，或生殖隔离，或生态分歧，才能成为物种。它们只需与其他此类谱系分开进化即可。” 由于内聚力而形成不同群体的微生物是元群体谱系，从而形成物种，而不受内聚力限制的微生物则不会。地球上生命的维持取决于维持微生物的多样性。人类干预正在导致生物多样性枯竭，许多热点地区也正在迅速失去其特有的生物多样性。虽然很难获得具体数据，但宏观生命形式的丧失很可能也会导致相关微生物物种的丧失：共生体以及根际定殖微生物。微生物对生态系统可持续性做出的重大贡献，以及从抗生素、抗癌药物、酶、生物燃料和各种其他化合物中获得的工业上重要的生物分子，意味着对它们进行编目势在必行。然而，距离简单有效的微生物识别系统还很遥远。用于微生物分类和鉴定的可用工具依赖于许多不同的技术。本章概述了用于了解原核和真核微生物多样性的分类工具。分类学（或生物系统学）由三个主要部分组成：分类（基于相似性的生物体排列），命名法（生物体的命名）和鉴定（确定生物体是否属于其分类和命名的组）。现代生物系统学还包括系统发育作为分类过程的一个组成部分