Đa dạng taxon là gì? Các công bố khoa học về Đa dạng taxon

Các phân tích không phụ thuộc vào văn hóa của các cộng đồng vi sinh vật đã tiến triển một cách mạnh mẽ trong thập kỷ qua, đặc biệt nhờ vào những tiến bộ trong các phương pháp định danh sinh học thông qua metagenomics shotgun. Cơ hội cải thiện tiếp tục gia tăng, với việc tiếp cận tốt hơn tới nhiều loại omics, bộ gen tham chiếu vi sinh vật, và đa dạng mức độ chủng. Để tận dụng những điều này, chúng tôi giới thiệu bioBakery 3, một bộ các phương pháp tích hợp và cải tiến cho việc phân loại thuế, phân tích cấp độ chủng, chức năng và phân loại hệ sinh thái của metagenomes được phát triển mới nhằm xây dựng dựa trên bộ dữ liệu lớn nhất hiện có. So với các lựa chọn hiện tại, MetaPhlAn 3 nâng cao độ chính xác của việc phân loại thuế, và HUMAnN 3 cải thiện khả năng phân tích chức năng và hoạt động. Những phương pháp này đã phát hiện ra các liên kết mới giữa bệnh tật và vi sinh vật trong các ứng dụng cho CRC (1262 metagenomes) và IBD (1635 metagenomes và 817 metatranscriptomes). Phân tích cấp độ chủng của 4077 metagenomes bổ sung với StrainPhlAn 3 và PanPhlAn 3 đã khám phá cấu trúc phân loại và chức năng của vi sinh vật đường ruột phổ biến Ruminococcus bromii, trước đây chỉ được mô tả bởi 15 bộ gen phân lập. Với việc triển khai mã nguồn mở và các quy trình làm việc có thể tái tạo trên nền tảng đám mây, nền tảng bioBakery 3 có thể giúp các nhà nghiên cứu cải thiện độ phân giải, quy mô và độ chính xác của việc phân tích nhiều loại omics cho các nghiên cứu về cộng đồng vi sinh vật.

Quá trình đô thị hóa đang gia tăng được giả thuyết sẽ làm thay đổi đáng kể các môi trường (nửa) tự nhiên, dẫn đến sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng và đa dạng sinh học. Tuy nhiên, nghiên cứu về ảnh hưởng của đô thị hóa cũng như quy mô không gian mà nó tác động vẫn chưa có kết luận rõ ràng do sự khác biệt lớn trong các nhóm phân loại và các quy mô không gian mà mối quan hệ này được điều tra giữa các nghiên cứu. Các nghiên cứu toàn diện phân tích mối quan hệ này qua nhiều nhóm động vật và ở nhiều quy mô không gian là rất hiếm, gây khó khăn trong việc đánh giá cách mà đa dạng sinh học phản ứng chung với quá trình đô thị hóa. Chúng tôi đã nghiên cứu các nhóm động vật không xương sống sống dưới nước (cladocerans), sống ở cả nước và trên cạn (rotifers bdelloid) và trên cạn (bướm, bọ cánh cứng, nhện mặt đất và nhện mạng, sâu bướm lớn, côn trùng cánh thẳng và ốc) bằng cách sử dụng thiết kế không gian phân tầng, trong đó ba mức độ đô thị hóa quy mô nhỏ (200 m × 200 m) đã được lấy mẫu nhiều lần qua ba mức độ đô thị hóa quy mô lớn (3 km × 3 km). Chúng tôi đã kiểm tra tác động của đô thị hóa quy mô nhỏ và quy mô lớn lên số lượng và độ phong phú của mỗi nhóm, trong đó tổng độ phong phú được phân chia thành độ phong phú trung bình của các cộng đồng địa phương và độ phong phú do sự biến đổi giữa các cộng đồng địa phương. Số lượng của các loại phân tán hoạt động trên cạn đã giảm đáng kể khi có đô thị hóa địa phương, với mức giảm lên tới 85% đối với bướm, trong khi các loại phân tán thụ động không cho thấy xu hướng rõ ràng nào. Độ phong phú loài cũng giảm theo mức độ đô thị hóa tăng dần, nhưng phản ứng lại rất không đồng nhất giữa các nhóm khác nhau về linh kiện phong phú và quy mô không gian mà đô thị hóa tác động đến độ phong phú. Tùy thuộc vào nhóm, độ phong phú loài giảm do sự đồng hóa sinh học và/hoặc mất mát loài địa phương. Điều này dẫn đến một sự giảm tổng thể về độ phong phú tổng hợp giữa các nhóm ở các khu vực đô thị. Những kết quả này cung cấp sự hỗ trợ mạnh mẽ cho tác động tiêu cực chung của quá trình đô thị hóa lên số lượng và độ phong phú loài trong các vùng sinh cảnh và làm nổi bật tầm quan trọng của việc xem xét nhiều quy mô không gian và các nhóm phân loại để đánh giá tác động của đô thị hóa đối với đa dạng sinh học.

Mối liên hệ phân loại của Chim sắt Zapata có khả năng bay kém, Cyanolimnas cerverai, một loài nguy cấp cực kỳ và rất hạn chế phân bố đặc hữu ở Cuba, đã lâu gây tranh cãi. Các phân tích hình thái đã gợi ý rằng loài này, giống duy nhất của một chi đơn loài, có thể có họ hàng với loài chim sắt hang động Tahiti đã tuyệt chủng (Nesotrochis sp.) hoặc với bộ tộc chim sắt Nam Mỹ Pardirallini, bao gồm các chi Neocrex, Mustelirallus, và Pardirallus. Trong khi sự hội tụ và phân kỳ kiểu hình nổi bật giữa các chim sắt đã nhiều lần chứng minh các cây phát sinh loài dựa trên hình thái không đáng tin, cho đến nay không có nỗ lực nào thành công trong việc giải mã DNA từ Cyanolimnas bí ẩn này. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã trích xuất DNA cổ từ mẫu vật bảo tàng được thu thập vào năm 1927 và giải trình tự nhiều đoạn ngắn cho phép chúng tôi lắp ghép một phần trình tự gene cytochrome oxidase I trong ti thể. Phân tích phát sinh loài xác nhận rằng Cyanolimnas thuộc về bộ tộc Pardirallini như loài chị em với chi Neocrex, từ đó tách ra khoảng 6 triệu năm trước. Sự phân kỳ với Mustelirallus được ước tính xảy ra khoảng 9 triệu năm trước. Dựa trên hình thái và phát sinh ti thể của chúng tôi, chúng tôi kết luận rằng việc giữ chi đơn loài Cyanolimnas là không có cơ sở và tạm thời đề xuất rằng C. cerverai và hai loài Neocrex được quy vào chi Mustelirallus.