微生物
地球上有约五分之一的生物藏身地下，但人们对地下生物王国知之甚少。美国科学家日前在科罗拉多州发现了新的庞大地下微生物种群，超过2500种，涵盖47个新的门类。科学家并对这些微生物进行了基因定序 。
美国能源部的劳伦斯柏克莱国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）和加州大学柏克莱分校（UC Berkeley）的研究人员日前在英国《自然．通讯》（Nature Communications）期刊网络版上报告说，他们在科罗拉多州小镇来弗（Rifle）附近一个地下蓄水层采集了沉积物和地下水样本，对从中发现的2500多种微生物进行基因体（genome）重建。
研究人员获得的微生物基因体涵盖了近80%所有已知细菌门类。在同一地点发现如此丰富的微生物令人震惊。除此之外，研究人员还发现了47个新的门级（phylum-level）细菌种群，加上去年发现的35个，使已知的细菌门类数量又增加了一倍。他们因此重新绘制了用于描述物种演化的「生命树」。
研究还发现地下微生物之间的高度相互依存关系，并进一步了解地下微生物如何参与碳循环、氮循环、氢循环等地球上的重要循环。这些循环对地球上的大气和生命非常重要，了解它们有助于在气候仿真等预测性模型中更准确地反映这类循环。
研究人员观察到，微生物群落中存在一种「代谢切换」（metabolic handoff）现象，即一种微生物的代谢产物成为另一种微生物的食物。上述的物质循环正是由代谢切换推动，这需要微生物之间高度的相互依存来实现。此外，大多数微生物都不能独自降解一种化合物，还需要微生物之间的「团队配合」。
以地下水中的硝酸盐为例，微生物可以把硝酸盐还原为无害的氮气。这一反硝化作用分4个步骤进行，其中第3步会产生温室气体一氧化二氮（N2O）。如果参与第4步的微生物不活跃，没有接受一氧化二氮的代谢切换，那么反硝化作用失败，温室气体就会进入大气中。
劳伦斯柏克莱实验室大气与生态系统科学部高级科学家、加州大学柏克莱分校地球与行星科学系教授班菲尔德（Jillian Banfield）说，高度的微生物多样性和经由代谢切换产生的相互关联，很可能造就了生态系统的丰富多样性。