تفاعلات في المجتمعات الميكروبية ذات التجميع الذاتي تتشبع بالتنوع

كيف يؤثر تنوع الكائنات التي تتنافس على الموارد أو تشاركها في وظيفة المجتمع هو سؤال مهم في علم البيئة ولكنه نادرًا ما تم استكشافه في المجتمعات الميكروبية الطبيعية. تحتوي هذه المجتمعات عادةً على أعداد كبيرة من الأنواع، مما يجعل من الصعب فهم كيف تتفاعل تأثيرات التفاعلات المختلفة مع التنوع. هنا، نوضح أن تغيير التنوع يؤثر على مقاييس وظيفة المجتمع في مجتمعات بسيطة نسبيًا، لكن زيادة الغنى إلى ما بعد عتبة معينة لديها تأثير ضئيل يمكن اكتشافه. قمنا بإنشاء مجتمعات ذات تجميع ذاتي مع مجموعة واسعة من التنوع عن طريق نمو الخلايا من مياه البحر المرققة بشكل متسلسل على مستخلص الطحالب البنية. بعد ذلك، قمنا بعزل الأنواع الأكثر وفرة من هذه المجتمعات عبر التخفيف حتى الانقراض لمقارنة وظائف الإنتاجية للمجتمع بالكامل مع تلك الخاصة بالأنواع الفردية. لتفكيك تأثير أنواع التفاعلات الكائنات الحية المختلفة، عرفنا الوظيفة الكلية النسبية (RTF) كمؤشر للتأثيرات الإيجابية أو السلبية للتنوع على وظيفة المجتمع. حدد تحليلنا ثلاثة أنظمة عامة مع زيادة التنوع. عند غنى منخفض (<12 نوعًا)، كانت التأثيرات الإيجابية والسلبية للتفاعلات ضعيفة، بينما عند الغنى المعتدل (12-26 نوعًا)، زاد امتصاص الموارد من قبل المجتمع ولكن كفاءة استخدام الكربون انخفضت. أخيرًا، بعد 26 نوعًا، تشبع تأثير التفاعلات على وظيفة المجتمع ولم تؤثر الزيادات الإضافية في التنوع على وظيفة المجتمع. على الرغم من أن المجتمعات الأكثر تنوعًا كانت لديها الوصول الإجمالي الأكبر إلى الموارد، لم يكن لدى الأنواع الفردية في هذه المجتمعات على نحو متوسط توفر موارد أقل وكفاءة استخدام الكربون منخفضة. تشير نتائجنا بذلك إلى أن المنافسة والتكامل تزداد بشكل متزامن مع التنوع ولكن كلاهما يشبع عند عتبة معينة.