来源：iNature（ID：Plant_ihuman）
大量微生物，包括许多新的、系统发育根深蒂固的分类群，在极端环境中生存和繁衍。这些独特且复杂性较低的生态系统为研究天然微生物群落的结构、功能和进化提供了巨大的机会。标记基因调查已经解决了这些极端微生物组合的模式和生态驱动因素，揭示了大量未培养的微生物多样性和古菌在最极端条件下的优势。
新的组学研究揭示了群落功能与环境变量之间的联系，并能够发现和基因组表征主要新谱系，这些谱系显著扩大了微生物多样性并改变了生命之树的结构。这些努力极大地促进了研究人员对地球极端环境中微生物多样性、生态学和进化的理解，并促进了对更复杂生态系统中微生物群和过程的探索。
2021年11月8日，华南师范大学束文圣及中山大学黄立南共同通讯在Nature Reviews Microbiology（IF=61）在线发表题为“Microbial diversity in extreme environments”的综述文章，该综述总结了目前对居住在地球主要极端环境中的细菌和古细菌的多样性、生态学和进化的了解。
极端环境，例如陆地温泉和深海热液喷口、冰川和永久冻土、高盐度栖息地、酸性矿山排水 (AMD) 和地下，在全球广泛分布。尽管物理化学条件苛刻，但这些栖息地为来自所有三个生命领域的各种微生物提供了多样化的生态位。这些生物已经进化出不同的策略来应对极端环境压力。此外，由于其生物复杂性降低、独立于培养的分子分析的整体易处理性以及地球化学和生物过程之间的紧密耦合，一些极端环境是微生物生态学、进化和环境适应研究的理想目标。
从历史上看，微生物学家主要依赖基于培养的方法。因此，早期的生态生理学研究主要集中在一些相对容易从各种极端栖息地中分离出来的“模型”微生物上。后来独立于培养的调查（例如，16S 核糖体 RNA (rRNA) 基因克隆文库分析）发现了大量的微生物多样性，而这在纯培养中可用的一组生物中是不存在的。
此外，高通量标记基因测序可以比以往任何时候都更深入、更广泛地分析微生物多样性，用于全面检查更广泛的微生物分布模式以及塑造这些微生物的大规模生态范围的因素。总体而言，这些分子调查极大地扩展了我们对地球主要极端环境中微生物多样性的认识，通常揭示了相对低到中等复杂性的微生物群落以及具有广泛地理分布的少数优势物种的高丰度。
新的基因组测序和计算方法的开发和应用为不同时空尺度和特定地球化学梯度的群落代谢能力和动态提供了全面的见解，它们共同大大扩展了我们对生命之树的看法。这些基因组数据为古细菌和细菌的代谢多样性和生态作用，以及早期生命的进化和真核生物的起源提供了新的视角。在这篇综述中，总结了目前对居住在地球主要极端环境中的细菌和古细菌的多样性、生态学和进化的了解。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41579-021-00648-y
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