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다양성을 정량화하는 것은 미생물 군집의 구조, 기능 및 진화 연구에 있어 중심적인 중요성을 지니고 있습니다. 미생물 다양성의 추정은 대규모 메타유전체 연구의 출현과 함께 새롭게 주목받고 있습니다. 여기서 우리는 샘플에서 관찰된 다양성이 샘플링된 군집의 다양성에 대해 무엇을 알려주는지 고려합니다. 먼저, 우리는 종의 풍부도 분포에 대한 근거 없는 가정을 하지 않고서는 군집에 존재하는 미생물 종의 절대 및 상대 수를 신뢰성 있게 추정할 수 없다고 주장합니다. 그 이유는 샘플 데이터가 종의 풍부도 분포의 꼬리에 있는 드문 종의 수에 대한 정보를 포함하지 않기 때문입니다. 우리는 Chao의 종의 풍부도 추정치를 시뮬레이션된 커뮤니티 집합에 적용함으로써 종의 풍부도 추정치를 비교하는 데 있어 어려움을 설명합니다: 많은 드문 종이 존재할 때 잘못 순위가 매겨집니다. 다음으로, 우리는 다양성 메트릭스의 일반적인 가족(‘Hill 다양성’)으로 분석을 확장하고, 샘플 데이터와 일치하는 다양성 값의 하한 및 상한 추정을 구성합니다. 이 이론은 Chao의 추정기를 일반화하며, 우리는 이를 종의 풍부도에 대한 하한 추정으로 회수합니다. 우리는 Shannon과 Simpson 다양성을 시뮬레이션된 커뮤니티에 대해 견고하게 추정할 수 있음을 보여줍니다. 우리는 다양한 환경에서 아홉 개의 메타유전체 데이터 세트를 분석하고, 우리의 발견이 실험적으로 샘플링된 군집에 적합하다는 것을 보여줍니다. 따라서 우리는 미생물 다양성을 정량화하고 비교하기 위한 노력에서 종의 풍부성보다 Shannon 및 Simpson 다양성을 사용할 것을 권장합니다.
Haegeman et al. (Thu,)는 이 질문을 연구했습니다.