“前些天同事問我為什么不回江蘇老家，我說天氣太熱受不了，還是昆明適合避暑，并感慨小時候只有涼席風扇，也熬過了整個夏天?！?/p>

“某師妹去肯尼亞，告訴我當?shù)仉m靠近赤道但非常涼快，適合避暑，非洲人都嫌中國熱。大抵是非洲雖然熱，但是熱得很穩(wěn)定，不會有太多的極端溫度?！?/p>

上述兩個例子似乎在說明：長期生活在適宜的溫度范圍內，自身的溫度耐受范圍會降低，難以適應溫度波動。此所謂“生于憂患而死于安樂也”。

在1967年，Daniel Janzen將類似的野外觀察理論化，提出了著名的簡森山口假說(Janzen’s Mountain Passes Hypothesis: Janzen,1967, The American Naturalist)。該假說提出：由于熱帶地區(qū)溫度波動較小，熱帶山脈隘口比溫帶同類地形形成更強的氣候屏障，從而篩選出具有狹窄溫度耐受范圍的生物。這將導致熱帶物種很難適應不同海拔的溫度差異，因此難以在海拔梯度上移動。由此驅動了一系列進化和生態(tài)過程，比如熱帶山地物種比溫帶物種具有更大的隔離分化、更強的群落組成差異、更高的特有性等。該假說對于預測山地物種在氣候變化背景下的命運也很重要：例如，隨著全球氣溫升高，熱帶山地物種可能面臨更嚴峻的生存挑戰(zhàn)，因為它們難以向更高海拔遷移以適應溫度變化，進而加劇物種滅絕風險。這一理論為保護生物多樣性和制定適應性管理策略提供了科學依據。

自該假說誕生半個多世紀以來，動植物相關的研究大多支持其合理性，但是微生物相關的研究較少。研究人員前期在區(qū)域尺度驗證了該假說在微生物中的適用性(Zhang et al.,2024 Ecography DOI: 10.1111/ecog.07049)，但是目前仍舊缺乏全球微生物組證據。該研究收集了2008-2023年間山地微生物群落數(shù)據，涵蓋全球17個山地268個海拔帶。研究發(fā)現(xiàn)，細菌群落主要受緯度、溫度可變性和海拔的影響，而真菌群落僅受溫度和緯度的輕微影響。熱帶地區(qū)細菌與真菌群落的Bray-Curtis距離衰減率顯著高于溫帶地區(qū)。隨著緯度和溫度變化增加，細菌的特有性顯著降低，而真菌的這一趨勢較弱。細菌群落構建主要由環(huán)境選擇和擴散限制驅動，而真菌則主要受擴散限制和隨機漂變影響，且擴散限制對細菌的作用隨緯度升高而減弱。研究人員證實細菌群落比真菌群落更符合簡森假說，表現(xiàn)為低緯度地區(qū)更陡的距離衰減、更高的特有性和更強的擴散限制。這也提醒我們將經典生態(tài)理論應用于微生物研究時，需綜合考慮不同區(qū)域和類群的特異性。該研究為理解海拔與氣候梯度下微生物多樣性維持機制提供了依據。

該研究以Janzen's hypothesis revisited for soil microorganisms: bacteria align more strongly with its postulates than fungi為題，發(fā)表在國際生態(tài)學與生物地理學經典期刊Global Ecology and Biogeography上。中國科學院昆明植物研究所孫航院士團隊張亞洲副研究員和科羅拉多州立大學J. Aaron Hogan博士為論文第一作者，孫航院士為通訊作者，蘇黎世聯(lián)邦理工Thomas W. Crowther教授、昆明植物研究所宋敏舒工程師和已畢業(yè)碩士許詩嘉參與該研究。該研究得到青藏高原二次科考項目、國家自然科學基金、云南省基礎研究專項、興滇人才青年人才項目、云南省彩云博士后計劃、中國科學院昆明植物研究所人才引進項目等的支持。

圖1 研究地點分布

圖2 氣候和空間因子對微生物群落組成差異的相對貢獻