相互作用的选择优势
据报道，光养菌群在世界各地的许多淡水中都有出现湖泊和池塘光到达含缺氧硫化物的水层(Caldwell and Tiedje 1975;克鲁姆和泰勒1984;加索尔等，1995;Overmann et al. 1998;Overmann 2001)。财团似乎只在这些化学斜层中茁壮成长水生环境在那里，它们更喜欢非常狭窄的低光强度(<5 |mol量子m s)和硫化物浓度(0-200 |m) (Overmann et al. 1998;Glaeser和Overmann 2004)。由于光养菌群的自然种群翻倍时间估计为15.3天(Glaeser and Overmann 2003 a)，自然条件必定严重限制了原位完整菌群的生长。然而，在这些条件下，光养菌群中的细菌似乎比它们自由生活的亲戚有强大的选择优势，因为附生生物可构成自然栖息地中存在的所有绿硫细菌的88% (Glaeser和Overmann 2003 a)。低浓度的硫化物(300 |M)对富集的高选择性的实验结果也证实了相关状态下细菌的选择优势。Chlorochromatium而较高的硫化物浓度有利于自由生活的绿硫细菌(Frostl和Overmann 1998)。
尽管它们在生理上相当相似，但光养菌群的表观生物与自由生活的绿硫菌之间的一个主要区别是运动性。附生生物，像所有其他已知的绿藻科，不合成鞭毛。与运动性细菌的偏好关联表明运动性和战术反应一定具有生态学意义。照片- - -
营养菌群能够检测低至0.4-0.7 | mol的光强度
量子”(Frostl和Overmann 1998)。结合的附生生物不仅适应比大多数已知的自由生活的绿藻科更低的光强度，而且它们的高光敏感性结合它们的运动性提供了一种快速移动到适合光养生长的水层的手段。
许多浮游细菌含有气体囊泡，提供浮力，并提供维持垂直位置或进行每日垂直迁移的方法分层水柱．能源成本对于悬浮状态下生长缓慢的细菌细胞(生成时间> 11h)，气空泡的细胞明显少于鞭毛形式的细胞(Walsby 1994)。如果垂直梯度本身就会产生有利于运动光养菌群的选择压力，那么不仅是鞭毛型，而且气态空泡型也应该因此被选择，因此在自然界中应该经常出现。有趣的是，在已知的19种光养菌群中，只有一种，即空泡绿藻，含有气体囊泡，但不长鞭毛。几乎所有其他种类的鱼都有鞭毛。在水生环境中，颗粒物是溶解碳基质的主要来源(Smith et al. 1992)。有机颗粒在停滞水体的化学渐变层中积累(Culver和Brunskill 1969)，在那里它们可以创造一个水平的异质环境(Overmann et al. 1994)。运动化养水生细菌已被证明在营养源周围出现数十至数百^m的斑块(Blackburn et al. 1998;Krembs et al. 1998;Grossart et al. 2001)。因此，完整光养菌群的趋化性不仅提供了一种快速跟踪含硫化物水层垂直位置日变化的手段，而且还可能允许菌群快速检测和利用水平不均匀环境中其他微生物释放的硫化物和有机碳化合物的局部积聚。 Movements by means of flagella are much faster than the vertical migrations mediated by changes in the cellular gas vesicle content (Overmann et al. 1991).
理论上，人们可以假设，当光养菌群在硫化物浓度有限的环境中移动时，它们的运动性增强了硫化物向细胞的运输。通过计算光养菌群(长度L = 10 ^m，速度v .
30 ^m s”，扩散系数D (H2S) = 1.55-10“cm s”)根据:
只有在Pe值为>>1时，游泳才可以取代扩散为光养菌群提供底物。由于光养菌群的Péclet数为0.19，因此光养菌群的速度和规模都太小，无法提高细胞对硫化物的供应。事实上，光养菌群需要游动>155 ^m-s”1来增加表观生物对硫化物的可用性(根据Berg和Purcell 1977年计算)。
继续阅读:引用钩藤碱
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