土壤捕食者的结构化觅食揭示了对细菌防御的功能性响应
种群与进化
2023-01-11 v1 生物物理
细胞行为
摘要
捕食者及其觅食策略往往决定生态系统结构与功能。然而,尽管原生动物捕食者对全球生物地球化学循环十分重要,其在微生物土壤生态系统中的作用仍不清楚。尤其是变形虫——最丰富的土壤细菌原生动物捕食者——再矿化土壤养分并塑造细菌群落。然而,它们的觅食策略及其作为微生物生态系统工程师的角色尚属未知。在此,我们提出一种多尺度方法,联结微观单细胞分析与宏观整体生态系统动态,以揭示一种系统发育上广泛存在的觅食策略:变形虫种群在快速极化运动的细胞与缓慢非极化运动的细胞之间自发分配。这种分化运动导致高效的菌落扩张与细菌底物消耗。基于这些见解我们构建了一个理论模型,预测变形虫生长速率与运动的扰动如何破坏其捕食效率。这些扰动对应于不同类别的细菌防御,使我们能通过实验验证预测。综上,我们对变形虫觅食的刻画确定变形虫运动性而非其生长是捕食效率的核心决定因素,也是细菌防御系统的关键靶标。
引用
@article{arxiv.2205.12341,
title = {Structured foraging of soil predators unveils functional responses to bacterial defenses},
author = {Fernando W. Rossine and Gabriel Vercelli and Corina E. Tarnita and Thomas Gregor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.12341},
year = {2023}
}