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生活在岩石表面及内部的微生物群落在微尺度上运作，在这一尺度上，它们与矿物之间的相互作用从根本上塑造了群落的结构与功能。然而，微米尺度矿物学构型与微生物分布之间的关系仍然知之甚少。 我们通过将拉曼显微光谱技术应用于三类地质性质不同的岩石样品，检验了“微生物生物量在空间上与矿物学异质性增强区域相关”的假设。这三类样品分别为：海洋甲烷渗漏环境中的自生碳酸盐岩、冰岛火山玄武岩以及深渊海底的多金属结核。通过光谱分解以及多种互补性的组成异质性度量指标，我们评估了像素内与像素间的异质性模式及其与生物量分布之间的关系。 我们的分析在所有样品类型中揭示了三种模式。1）当光谱被分解为其组成成分时，与不同矿物区域中的主要矿物组分相比，生物量区域明显更多地由生物量光谱组分主导。2）生物量光谱比矿物光谱具有更均一的组成特征。3）与矿物像素相比，生物量周围的微生境具有更高的异质性。 这些发现表明，无论在像素内还是像素间，生物量都会对拉曼光谱特征施加一种独特且一致的影响，而这种影响是矿物组分所不具备的。我们的结果确立了将微尺度矿物学性质与微生物生物地理分布联系起来的可推广性原则；这些性质可作为一种潜在的生物标志，并可能提供一种适用于多样岩石体系及天体生物学探测策略的标准化工作流程。
组成异质性塑造不同矿物基底上的微生物微生境 | bioRxiv
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组成异质性塑造不同矿物基底上的微生物微生境
查看 ORCID 个人资料 Federica Calabrese， 查看 ORCID 个人资料 Peter Schroedl， Nathan Hadland， Jason Yu， Arthur McClelland， Nicholas S. Colella， Ryan S. Jakubek， Eric Ellison， 查看 ORCID 个人资料 Lisa E. Mayhew， 查看 ORCID 个人资料 Solange Duhamel， 查看 ORCID 个人资料 Douglas E. LaRowe， 查看 ORCID 个人资料 Heather Valeah Graham， 查看 ORCID 个人资料 Aaron Benjamin Regberg， 查看 ORCID 个人资料 Jeffrey J. Marlow
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.31.742068
Federica Calabrese 1 波士顿大学生物系； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本作品依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 7 月 31 日。
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Federica Calabrese， Peter Schroedl， Nathan Hadland， Jason Yu， Arthur McClelland， Nicholas S. Colella， Ryan S. Jakubek， Eric Ellison， Lisa E. Mayhew， Solange Duhamel， Douglas E. LaRowe， Heather Valeah Graham， Aaron Benjamin Regberg， Jeffrey J. Marlow
bioRxiv 2026.07.31.742068； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.31.742068
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Federica Calabrese， Peter Schroedl， Nathan Hadland， Jason Yu， Arthur McClelland， Nicholas S. Colella， Ryan S. Jakubek， Eric Ellison， Lisa E. Mayhew， Solange Duhamel， Douglas E. LaRowe， Heather Valeah Graham， Aaron Benjamin Regberg， Jeffrey J. Marlow
bioRxiv 2026.07.31.742068； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.31.742068
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.31.742068v1?rss=1
🏷️ 微生物微生境 矿物异质性 拉曼显微光谱 岩石微生物群落 生物标志物