加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所研究人员对加州沿海海洋微生物开展的六年时间序列分析显示，海洋中最丰富的微生物之间以互利等积极互动为主，这一结果与长期以来更强调竞争与捕食的传统认识不同。相关研究已发表于《ISME Journal》。

研究团队指出，细菌、浮游植物等海洋微生物构成海洋食物网的基础，为从浮游动物到鲸鱼等生物提供能量来源，并支撑养活数十亿人的渔业。同时，这些微生物通过海洋与大气中的碳、氧、氮循环参与气候调节。研究人员表示，相较于对狼、海獭等大型动物生态互动的长期记录，海洋中数量最庞大的微生物群落关系长期缺乏系统观测，限制了对海洋生态系统功能的理解。

本次研究围绕三个问题展开：海洋微生物互动的频率与强度如何；是否存在对群落具有不成比例影响的“关键微生物”；以及海洋温度是否会改变这些互动。

研究所依据的数据来自斯克里普斯生态观测站与南加州沿海海洋观测系统（SCCOOS）：自2018年以来，研究人员每周两次在圣地亚哥斯克里普斯码头采集海水样本并进行分析。研究团队表示，该数据集的特点在于长期、高频的时间序列，为在自然环境中观察微生物群落变化与相互关系提供了条件，而此前相关研究多在实验室环境中进行。

斯克里普斯微生物学家杰夫·鲍曼表示，斯克里普斯码头具有长期观测传统，尤其以温度观测著称；此次项目通过展示样本中整个微生物群落的长期变化延续了这一传统。他还称，码头采集水样与约五英里外近海水质相似，使研究人员在不出海的情况下获得开阔海洋的观测信息。

研究人员通过DNA测序识别了2018年至2023年样本中的微生物，最终追踪了162种最丰富类型，并使用计算方法在数据中识别模式，以区分“一个物种数量变化引发另一个物种数量变化”的情形与“不同物种仅对相同环境因素作出反应”的情形。

研究得到三项主要发现。第一，积极互动更为普遍：约78%的微生物对其邻近物种呈现净积极影响，即一种微生物的增长会促进另一种微生物的增长。研究并未确定具体机制。论文第一作者、斯克里普斯博士后研究员埃娃·梅尔茨提到，一种可能情形是某些生物释放的代谢废物被其他生物作为养分利用。

第二，研究确认存在“关键微生物”，其与群落其他成员的互动更多，因此对群落结构的影响更大。

第三，温度会显著改变互动方式。在研究期间观测到的约13摄氏度（23华氏度）温度范围内，微生物群落在较暖条件下总体互动减少了33%，但积极互动的比例增加了11%。研究还发现，关键微生物的具体物种会随温度变化而改变。

斯克里普斯海洋生态学家、该研究资深作者安德鲁·巴顿表示，海洋生态学长期更关注竞争与捕食等负面互动，而对积极互动重视不足；研究结果显示积极互动既普遍也长期被低估。

研究团队认为，海洋变暖可能不仅改变微生物分布，还可能改变微生物群落的互动与功能。研究指出，当前海洋生态系统模型通常强调竞争与捕食等负面关系，较少纳入促进作用，也未明确考虑物种间互动如何随环境条件变化。

研究人员表示，这可能使对海洋生态系统如何响应变暖的预测遗漏关键动态。鉴于海洋微生物与碳封存及渔业支撑相关，相关变化可能带来深远影响。作者建议，未来微生物群落模型应纳入积极互动，并考虑物种关系随环境条件变化的特征；同时，将长期高频采样与计算方法结合的路径也可用于土壤或人体肠道等微生物群落研究，以识别类似的隐藏动态。