空氣微生物,細菌如何環遊世界

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從它們的大小來看,細菌似乎不是能夠遠距離傳播的生物。它們中的許多肯定有移動能力,但通常是在微米尺度上。細菌必須依靠周圍環境來運輸它們,而不是使用自身的推進力;海洋、周圍的陸地和空氣。

英國和瑞士實驗室的研究人員(參考文獻 1)使用計算機模型,研究了不同大小的細菌可以傳播多遠。一個全球大氣環流模型被用來虛擬釋放直徑為 9、20、40 和 60 微米的微生物,釋放地點遍佈全球各地,並觀察它們能傳播多遠。雖然該論文更側重於較大的原生生物大小的微生物,但微小的微生物傳播得更遠、更快,這應該不足為奇。

他們發現,雖然微小的微生物在它們被釋放的半球內(即北半球或南半球)廣泛傳播,但半球之間的移動量卻非常小。例如,在南美洲大氣高層釋放的細菌不太可能到達歐洲,但很容易傳播到澳大利亞。西向東的擴散比相反方向更普遍,因為細菌被風流拾起並隨之飄蕩。


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這有助於解決一個令人感興趣的問題,即微生物多樣性如何塑造它們的進化。如果細菌如此擅長傳播,為什麼世界各地的細菌不都一樣呢?已經出現了不同的假設來回答這個問題,我最喜歡的是,雖然細菌可以輕鬆傳播,但它們並不總是在新的環境中定居。正如勞倫斯·貝金所說,“萬物無處不在,但是,環境會進行選擇”。一群細菌可能能夠從墨西哥傳播到澳大利亞,但它們可能在到達那裡時被殺死或被淘汰。

這項研究當然支援了細菌有可能遠距離傳播的觀點。南北半球邊界是一個有趣的邊界,但細菌不僅僅透過風傳播。水流、昆蟲或動物媒介,或者至少是搭乘空中飛人的商務人士的行李(或肺!)順風車,都為小型非運動性生物在全球範圍內移動提供了多種方式。儘管運動能力有限,但細菌的傳播距離幾乎沒有限制。它們甚至被送入太空!

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Wilkinson, D., Koumoutsaris, S., Mitchell, E., & Bey, I. (2011). Modelling the effect of size on the aerial dispersal of microorganisms Journal of Biogeography DOI: 10.1111/j.1365-2699.2011.02569.x

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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