［本站讯］近日，山东大学海洋研究院碳汇团队屠奇超教授课题组在期刊Nature Communications上发表了题为“Disentangling drivers of mudflat intertidal DOM chemodiversity using ecological models”的研究论文。该论文针对中国沿海12个滩涂样地进行大规模采样，采样位点覆盖了三亚到丹东，基于生态模型解析了滩涂溶解有机质（DOM，分子碳指纹）、微生物群落（微生物指纹）及环境异质性之间的内在联系，为理解微生物驱动的DOM化学生态学提供了新的视角。本文第一作者为博士研究生麻凯，山东大学为唯一单位。

生态学研究的一个核心问题是理解生物实体在不同时间和空间尺度上的组成、多样性和分布，以及其背后的维持机制。溶解有机质（DOM）与微生物密切相关，是全球碳循环中的关键组成部分，并为异养微生物提供了重要的营养来源。这种复杂的有机化合物混合物包含了大量的分子，遍布地球生物圈。在海洋中，大量的DOM分子约贡献了660Pg的碳，并涵盖了广泛的有机物质类别，包括脂类、蛋白质、木质素和多环芳烃等。近期研究表明DOM化学多样性和组成与分子特性、水文因素、气候变化及微生物动态密切相关，但目前尚不清楚微生物群落遵循的生态模型是否也适用于DOM库。探讨自然生态系统中的DOM分子是否遵循这些已建立的生态模型，不仅可以为理解其与微生物的复杂关系提供见解，还可以为长期存在的关于普遍生态法则是否支配包括无生命的DOM库在内的生物实体的多样性和分布问题提供新的视角。

图1 采样位点以及滩涂DOM和微生物的多样性组成

该研究通过傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）技术解析滩涂DOM分子，通过扩增子测序获取细菌与真菌群落谱，并结合生态模型和统计方法来探究DOM的化学多样性驱动机制。主要发现包括：

1.DOM遵循与微生物群落类似的生态学模式，如物种丰度分布（SAD）、泰勒定理、距离衰减关系（DDR）和纬度多样性梯度（LDG）。

2.除多样性外，DOM分子特征亦遵循纬度模式，包括分子强度、转化水平及其他特征均与纬度呈现极强的相关性。

3.分子间负内聚力和细菌多样性是滩涂DOM化学多样性的主要驱动因素。相较而言，细菌在驱动滩涂DOM化学多样性方面比真菌更为重要。确定性过程主要塑造了DOM和微生物群落的组成差异。

图2 DOM化学多样性驱动机制模型解析

本研究不仅加深了对滩涂DOM化学多样性驱动机制的理解，更是提出了一种普适的生态学机制：地球生物圈中所有生物实体，包括有生命的微生物群落以及没有生命的DOM分子，均受到统一的生态学模式的调控。该研究得到了国家重点研发计划“中国典型海区碳指纹与碳足迹标识体系理论和应用研究”、国家自然科学基金、山东省泰山学者青年专家等项目的支持和资助，并为“海洋负排放国际大科学计划（ONCE）”作出贡献。