中國農(nóng)業(yè)大學(xué)最新研究登上Cell頭條

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

近日，來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的一項新研究登上了Cell Press官網(wǎng)頭條。

該研究以：The Great Wall of China harbors a diverse and protective biocrust microbiome（中國長城蘊育著一個多樣性且具有保護作用的生物結(jié)皮微生物群落）為題，于 2025 年 12 月 3 日，在線發(fā)表于 Cell 子刊Current Biology上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/水土保持與荒漠化整治全國重點實驗室肖波教授為論文通訊作者，曹尤淞為論文第一作者。

中國長城（The Great Wall）作為人類歷史上最具標志性的遺產(chǎn)地之一，其表面大部分被一層活的生命體表層覆蓋。與裸露墻面相比，這片“活體皮膚”可能蘊藏著獨特的微生物群落。然而，該微生物群落的結(jié)構(gòu)與功能至今仍屬未知領(lǐng)域，這阻礙了我們理解其對長城長期保護所產(chǎn)生的影響。

在這項最新研究中，研究團隊對沿長城 600 公里區(qū)段（橫跨干旱與半干旱氣候帶）的六個采樣點展開調(diào)查，這些區(qū)段呈現(xiàn)生物結(jié)皮（biocrust）與裸露墻面交錯覆蓋的斑駁景象。研究團隊提出假設(shè)：這些生物結(jié)皮能夠構(gòu)建獨特的微生境，孕育出與裸露墻面在群落結(jié)構(gòu)和功能上存在顯著差異的微生物組，從而調(diào)控長城遭受的生物腐蝕過程。

生物結(jié)皮（biocrust）是由土壤中的微生物（例如藍藻、藻類、地衣、苔蘚）和它們分泌的胞外聚合物與土壤顆粒膠結(jié)在一起，在表面形成的一層復(fù)合聚集體，可以把它理解為覆蓋在土壤或巖石（例如長城表面）上的一層薄薄的、活的“皮膚”。

研究結(jié)果顯示：與裸露墻面相比，生物結(jié)皮覆蓋區(qū)域的細菌和真菌群落豐度、多樣性及共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度顯著提升了 12%-62%。進一步宏基因組分析表明，生物結(jié)皮使微生物組的整體功能基因和抗脅迫代謝通路豐度提升 4%-15%，同時顯著減少了與遺產(chǎn)生物腐蝕相關(guān)的代謝途徑。此外，干旱程度是塑造該微生物群落的另一個關(guān)鍵環(huán)境因子。

該研究的核心發(fā)現(xiàn)：

• 盡管環(huán)境惡劣，但長城的夯土中仍藏有微生物群落；

• 生物結(jié)皮增加了長城微生物群落的豐度和多樣性；

• 生物結(jié)皮支撐著一個耐逆境的微生物群落，其退化可能性較小；

• 生物結(jié)皮引起的微生物群落變化有助于長城的保護。

總的來說，該研究邁出了解析長城微生物群落的關(guān)鍵一步，為保護這座舉世無雙的人類文明豐碑提供了科學(xué)依據(jù)，助力將其完整留存給后世子孫。

論文鏈接：

https://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(25)01468-X