原文链接：Competition, Not Cooperation, Dominates Interactions among Culturable Microbial Species: Current Biology (cell.com)

总结

微生物细胞分泌大量的酶、清除分子和信号，可以促进周围其他细胞的生长和存活。这一观察结果与物种内部合作的演变一致，现在越来越强调不同微生物物种之间合作的重要性。然而，我们缺乏对不同物种之间相互积极互动重要性的系统测试，这对于评估自然群落中合作进化的共性和重要性至关重要。在这里，我们研究了从常见水生环境中分离的细菌菌株之间相互正向相互作用的程度。利用从两个独立的实验中收集的数据来评估不同多样性梯度的群落生产力，我们发现（1）在成对的物种组合中，绝大多数相互作用是净负的，（2）没有证据表明当两个以上的物种混合在一起时会产生强的高阶正效应。我们的数据并不排除在一个方向上产生积极影响的可能性，即一个物种以牺牲另一个物种为代价获得利益，即捕食者-猎物的相互作用。然而，这些并不构成合作，我们的分析表明，适应其他微生物物种的典型结果将是竞争表型，而不是合作表型。

图1：物种相互作用模型

两个物种的生产力（适合度）显示在生态位轴上。

（A） 两个物种占据的初始生态位空间。

（B） 如果没有相互作用，物种生产力不受其他物种存在的影响。

（C） 如果存在净负相互作用，如干扰竞争，一些物种的生态位可能会改变，群落的整体生产力也会降低。

（D） 如果存在净积极的相互作用，如促进作用，该物种将从其他物种的存在中受益，群落的整体生产力也会提高。如果相互作用的效果是有益于一个物种而伤害另一个物种，那么整个群落的生产力可能会增加或减少，本文将对这些情况进行更多讨论。虚线是为进行比较而绘制的初始生态位（A）。

另请参见图S1。

图2：细菌分离物之间的相互作用

（A–C）72个菌株在7天（A）、28天（B）和32个菌株在7天内（C）的成对相互作用。通过测量随机选择的成对混合物中的总生产率来收集观察到的数据。预测值（y轴？应该是x轴？）是单一培养生产力的总和。虚线是预测值等于观测值的地方，如果物种之间没有相互作用，就会发生这种情况（图1B）。灰色垂直线是SE。

（D–F）这些数据扩展到多个物种丰富度水平，在7天（D）、28天（E）的72个物种和7天（F）32个物种的实验。y轴是总群落生产力，测量为总呼吸随实验程序中描述指标pH的变化。黑线是以灰色显示的整个数据范围（最小值到最大值）的平均观测值，仅在主图中可见。红线是单一培养生产力的平均总和，若物种之间没有相互作用，就会发生这种情况（图1B）。蓝线是组成物种的单一培养生产力的平均值。内图中绘制了相同的数据，但使用不同的y轴值来查看数据范围下端的所有数据。

图S1：在划分层面上，系统发育对物种相互作用没有显著影响

对于成对测定（图1A-C），我们基于所有成对测定的成分单一培养的总和（“predicted”）计算了观察到的呼吸（“observed”）和相应的预测呼吸。log10（observed/predicted）给出了观察到的与预测到的不同程度的估计。负值表示负相互作用（observed < addivite predicted），正值表示正相互作用（observed > addivite predicted）。然后将这些结果分为两个物种是来自相同还是不同的系统发育分区。相同与不同的比较没有显著差异（方差分析，均p>0.05）。图S2 A、B、C对应于图1中的相同面板。

图S2：海洋细菌分离物之间的相互作用

（A） 从海洋环境中采集的20种细菌菌株之间的成对相互作用。通过测量随机选择的成对混合物中的总生产力（以CO₂指示剂的光密度（OD）的变化测量的总呼吸）来收集观察到的数据。预测值（y轴）是单一培养生产力的总和。虚线是预测值等于观测值的地方。灰色垂直线是标准误差（SE）。这些数据被扩展到多个物种丰富度水平，最多可达20个物种。黑线是以灰色显示的整个数据范围（最小值到最大值）的平均观测值，仅在主图中可见。红线是单一培养生产力的平均总和，若物种之间没有相互作用，就会发生这种情况（图1B）。蓝线是组成物种的单一培养生产力的平均值。插图中绘制了相同的数据，但使用不同的y轴值来查看数据范围下端的所有数据。[21]中介绍了该实验的方法，此处提供的数据是针对“祖先菌株”的。