编译：微科盟沐木，编辑：微科盟茗溪、江舜尧。
微科盟原创微文，欢迎转发转载，转载须注明来源《微生态》公众号。
导读
大量的微生物，包括许多新的、系统发育上深厚的类群，能够在极端的环境中生存和繁衍。这些独特且简化的生态系统为研究自然微生物群落的结构、功能和进化提供了良好的机会。
基因标记研究已经被用于研究这些极端生境中微生物组合的模式和生态驱动因素，揭示了大量未培养微生物的多样性，以及在最极端条件下古菌通常会占据优势的特点。
新的组学研究揭示了群落功能和环境变量之间的联系，并使重大新谱系的发现和基因组特征的呈现成为可能，这大大扩展了微生物的多样性，改变了系统发育的结构。这些努力极大地促进了我们对地球极端环境中微生物的多样性、生态学和种群进化的理解，并促进了对更复杂生态系统中微生物群的形成以及发展进程的探索。
论文ID
原名：Microbial diversity in extreme environments
译名：极端环境中微生物的多样性
期刊：Nature Reviews Microbiology
IF：78.297
发表时间：2023.11
通讯作者：束文圣 & 黄立南
通讯作者单位：华南师范大学生命科学学院 & 中山大学生命科学学院
DOI号：10.1038/s41579-021-00648-y
综述目录
1 前言
2 微生物多样性和微生物的主要新谱系
2.1 陆地地热喷泉 2.2 深海热液喷口 2.3 冰冻圈 2.4 高盐环境 2.5 地下环境 2.6 酸性矿井排水 2.7 其他极端环境
3 群落的功能和动态
4 极端环境中微生物的进化
5 结束语
主要内容
1 前言
极端环境，如陆地温泉和深海热液喷口，冰川和永久冻土，高盐生境，酸性矿井排水（AMD），广泛分布在全球各地（图1）。尽管这些极端环境生存条件恶劣（图1），但这些生境为来自所有三个生命领域的广泛微生物提供了多样的生态位。微生物已经进化出不同的策略来应对极端（BOX1）的环境压力，定义了生命生存的物理和化学极限。一些极端环境由于其较低的生物复杂性、非培养分子分析的整体可操作性以及地球化学和生物过程之间的紧密耦合，成为微生物生态、进化和环境适应研究的理想之地（BOX2）。
一直以来，微生物学家主要依靠培养的方法开展研究。因此，早期的生理生态学研究主要集中在一些相对容易从各种极端生境中分离出来的“模式”微生物上。后来的独立培养调查（例如，16S核糖体RNA基因克隆文库分析）方法，揭示了微生物有着巨大的多样性，这在纯培养中是无法体现的。此外，高通量基因标记测序使微生物多样性得到更深入、更广泛的分析，这种技术也被应用于检查更广泛的微生物分布模式以及去寻找影响这些微生物大规模生态范围的因素。总之，这些分子研究手段大大扩展了我们对地球上主要极端环境中微生物多样性的认识，揭示了微生物群落具有相对较低至中等复杂性，以及广泛地理分布的少数优势物种的高丰度特征。
新的基因组测序和计算方法的应用为全面了解不同时空尺度和沿着特定地球化学梯度的微生物群落代谢能力和动态特征提供了技术支持。更重要的是，有利于对未开发门级群落基因组（候选门）的研究，这大大扩展了我们对生命树的看法。这些基因组数据为研究古细菌和细菌的代谢多样性和生态作用，以及早期生命的进化和真核生物的起源提供了新的视角。