Redes microbianas entre biomas revelam redundância funcional e sugerem redução genômica através da complementaridade funcional

Resumo A estrutura das comunidades microbianas surge de uma multiplicidade de fatores, incluindo as interações dos microrganismos entre si e com o ambiente. Neste trabalho, buscamos desvendar esses fatores realizando uma meta-análise cruzada de dados de ocorrência microbiana em mais de 5000 amostras, aplicando um novo algoritmo de agrupamento de redes com o objetivo de capturar coocorrências de táxons condicionais. Em seguida, examinamos a composição filogenética e funcional dos clusters resultantes e buscamos padrões globais de assembleia tanto no nível da comunidade quanto na presença/ausência de vias metabólicas individuais. Nossa análise destacou a prevalência da redundância funcional nas comunidades microbianas, particularmente entre táxons que coocorrem em mais de um ambiente, apontando para uma relação entre redundância funcional e adaptação ambiental. Apesar disso, certas vias foram observadas em menos táxons do que o esperado ao acaso, sugerindo a presença de auxotrofia e, presumivelmente, cooperação entre os membros da comunidade. Essa cooperação hipotética pode desempenhar um papel na redução do genoma, uma vez que observamos uma relação negativa entre o tamanho dos genomas bacterianos e o tamanho da comunidade à qual pertencem. No geral, nossos resultados sugerem que a assembleia da comunidade microbiana é impulsionada por princípios universais que operam de forma consistente em diferentes biomas e grupos taxonômicos.