专家们致力于开发生物技术的弹性微生物群落

如今，从自然灾害后恢复秩序的人类社区到从化学品泄漏中恢复的微生物群落，恢复力是一个重要的概念。但是，没有就如何定义和衡量弹性达成一致意见。一个科学机构确定了47个用于不同领域的弹性定义，包括工程，生态学，社会学，经济学和心理学。然而，了解微生物群落的恢复能力是设计生物技术或预测它们如何应对不断变化的环境的关键组成部分。这些社区必须能够从环境变化中迅速恢复，以便其功能随着时间的推移而稳定。

现在，一组太平洋西北国家实验室的计算生物学家和微生物学家已经提出了一种方法来定义微生物群落的复原力，将生态学家和工程师联系在一起。他们的努力最近出现在微生物学前沿。

“我们相信，微生物群落的恢复力最好定义为研究人员感兴趣的特定功能的恢复速度，”负责该团队的PNNL微生物学家Stephen Lindemann博士说。“关注系统的基本特征以响应环境的特定变化，不仅可以让我们比较社区之间功能的弹性，还可以更深入地了解社区属性。使用这个定义，我们建议弹性来自内部一个微生物群落 - 无论它所处的环境如何。“

它们可能很小，但微生物总体上超过了地球上所有其他植物和动物的质量。它们控制着地球上的碳和能量循环，科学家们开始意识到它们在塑造人类健康和生理方面的作用。这些小奇迹也正在被研究作为捕获可再生能源的潜在手段。了解微生物群落如何应对环境变化的过程对于关注预测气候变化或火山爆发对生态系统的影响的生态学家以及为稳定的生物技术过程设计社区的工程师至关重要。

“为了设计最好的系统，我们必须开发合理的方法来量化微生物群落的恢复能力，并能够预测接近的临界点，”Lindemann说。

为了寻求适用于所有微生物群落的综合弹性概念，科学家们从工程和生态学的角度比较了以前的弹性研究。他们一致发现，微生物环境的变化可能会导致社区的构成或规模发生变化，但却会保持关键功能。了解这些功能如何响应环境变化对生态学家和工程师都至关重要。

PNNL科学家计划确定负责简单和高度复杂微生物群落恢复能力的基本机制。了解这些机制将显着提高设计，预测微生物群落的行为和控制微生物群落的能力，无论是在自然生态系统还是生物工程系统中。