“中性”理论是Stephen Hubbell于2001年提出的用于描述生物群落中物种多样性的维持以及物种间共存机制的模型。“中性”理论更早起源于分子进化领域；其大意是：从自然选择角度看，生物种群中据大多数的突变是“中性”的。换句话说，自然选择对这些突变并不起作用（严格讲是由于达不到有效种群大小而“逃脱了”选择）。Hubbell 中性理论则是对传统分子中性理论在群落生态学中的扩展。简单而言，中性理论假设不同物种的个体大致“相当”、物种间不存在显著的生态位分化，因而物种在群落中的丰度呈现“随机游动”。过去二十年间生态学家围绕中性理论展开了大量研究和激烈的争论！一个较为广泛的共识是：无论中性理论是否适合于特定生物群落，中性理论作为一个“零假设模型”（null model) 总会提供一些关于群落中物种多样性维持机制和种间共存机制的重要信息！ 而中性理论所探讨的科学问题：生物多样性维持机制以及物种间共存机制显然是人类当代最关心的问题之一。例如，我们应该如何有效的保护地球上生物多样性？保护地球生物多样性对人类生存和发展究竟有何重要性？

母乳被公认为是婴儿最佳的营养物质来源。目前人们对母乳的关注多集中在其丰富的营养成分。母乳喂养可降低婴儿患腹泻和呼吸道感染等疾病的风险, 提高婴儿的代谢功能和免疫力。近年来的研究、特别是高通量测序研究证实母乳中含有高达数百种细菌，甚至包含一些“机会性”病原菌。事实上，母乳中的微生物（目前主要研究集中在细菌）是以微生物群落或菌群存在。因此，母乳微生物群落（菌群）就像湖泊、海洋、甚至森林生态系统中的微生物群落一样有其自身的群落生态学特征（例如：群落多样性、稳定性、群落结构、功能）。因此，研究母乳微生物群落多样性维持机制、以及群落内物种共存机制对于研究母乳中微生物对婴儿和母亲的健康、以及母乳替代品的研发都具有重要的意义。

基于以上立题考量，中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室、计算生物与医学生态学学科组，与安徽大学生命科学院合培研究生关琼、导师马占山首次应用Hubbell中性理论和Taylor幂法则对母乳微生物群落进行了生态学分析，其结果发表在《科学通报》2014年第22期。他们所采用数据则来自Hunt et al.（2011)的研究，这是迄今为止关于母乳微生物群落最全面和权威的研究。《纽约时报》等美国主流媒体对Hunt研究都有报道。马占山等人的研究采用了宏观生态学中的Hubbell中性理论模型、Taylor幂法则及马占山的扩展模型分析了母乳微生物群落多样性的维持机制、物种间共存机制、以及由此产生的细菌种群分布格局。

研究发现：所有检测过的母乳微生物群落均不符合中性理论模型，这也预示着生态位分化可能是维持母乳微生物群落多样性的机制。群落中占据不同的生态位的细菌（如厌氧菌、嗜氧菌、机会病原菌）种间可能存在复杂的合作或拮抗关系网络，以及复杂的通讯网络。研究还发现无论是单种细菌种群水平、还是群落水平、母乳微生物菌群的分布都呈现鲜明的异质性和非随机性特征。而母乳微生物中唯一呈现随机分布的微生物属于假单胞菌属；假单胞菌属细菌具有潜在的病原菌。该结果对于研究假单胞菌属对孕妇和婴儿的健康的影响可能具有重要的指导作用。

   马占山等的后续研究还发现，母乳中存在的机会性病原菌（如Staphylococcus aureus）通常被母乳中的益生菌网络所抑制(Ma et al. 2014Submitted MS)。目前医学界对乳腺炎的确切病因并没有定论，但S.aureus被证实与感染性乳腺炎(mastitis)有密切关系。除了对母乳微生物研究外，马占山实验室的研究还涉及其它人体微生物群落宏基因网络与爱滋、癌症、肥胖等重要疾病关系的研究。他们将这些以宏观生态学理论为基础，以宏基因组技术为实验手段，以计算生物信息学、系统生物学和复杂网络科学为分析技术、研究人体微生物菌群与疾病和健康关系的研究归之为“医学生态学”。

来源论文：

关琼，马占山. 人类母乳微生物菌群的生态学分析. 科学通报，59(22)：2205-2212

Guan Q, Ma, ZS (2014) Ecological analysis of thehuman milk microbiome. Chinese ScienceBulletin (Chinese Version), 2014, 59(22): 2205-2212, http://csb.scichina.com:8080/kxtb/CN/10.1360/N972014-00098

[相关参考文献]:

[1] Hunt KM, Foster JA, Forney LJ, Schutte UME, BeckD, Abdo Z, Fox LK, Williams JE, McGuire MK, McGuire MA.(2011). Characterization of the Diversity and Temporal Stabilityof Bacterial Communities in Human Milk. PlosOne 6: e21313

[2] Ma, ZS, Guan, Q, Ye, CX, Foster, JA, Forney, LJ(2014) Network analysis reveals a potentially ‘evil’ alliance of opportunisticpathogens inhibited by a cooperative network in human milk bacterialcommunities (Submitted manuscript)