人们通常将微生物与致病或健康联系在一起，但研究显示，微生物同样在森林、海洋和草原等生态系统中发挥关键作用，并可能影响生态系统应对环境变化的能力。

威廉与玛丽学院应用科学助理教授Geoffrey Zahn近期在《真菌生态学》发表研究，聚焦长期被讨论的“边缘效应”——即森林边缘树木上的真菌及其他微生物群落与森林内部不同。过去，科学界普遍认为这种差异与温度、光照、风力等边缘与内部的环境条件变化有关，但由于多数森林由多种树种构成，微生物差异究竟源于宿主树种差异还是环境差异，始终难以区分。

为厘清这一问题，Zahn团队选择研究犹他州Fishlake国家森林的“潘多”（Pando）。潘多表面上是一片覆盖约106英亩的森林，实际上由超过4万根基因完全相同的克隆白杨枝条组成，并通过庞大的根系相连。研究人员指出，这一独特结构为识别环境因素对微生物群落的影响提供了条件：在宿主遗传一致的前提下，群落差异更可能由风、阳光或空气中孢子暴露等环境输入所驱动。

Zahn表示，团队通过DNA条形码技术构建潘多真菌微生物组模型后，首次在该系统中证明微生物“边缘效应”确实存在，且独立于宿主差异。研究还显示，森林边缘的环境条件会影响哪些真菌物种能够到达并存活，反映微生物生态系统对周围物理变化具有较高敏感性。

研究同时指出，风带来的环境输入在小型或碎片化森林斑块中对微生物组组装的影响更为显著。Zahn称，随着森林砍伐增加、景观斑块化加剧，微生物组的变异性可能上升，从而降低植物韧性。研究文本进一步解释称，当大型森林被分割为更小斑块后，边缘面积占比提高，微生物群落更可能出现变异性增大与稳定性下降的风险，进而影响植物对干旱、疾病或气候压力的抵抗能力。

Zahn是威廉与玛丽学院TIDAL实验室（微生物多样性、组装与联系的转化洞察实验室）首席研究员。该实验室研究范围覆盖海洋与濒危草原等多类生态系统，目标是更好预测微生物群落如何组装并响应环境变化，以及其对全球生态系统的潜在影响。Zahn介绍，团队研究内容包括追踪跨大陆微生物迁移、设计用于保护工作的益生菌群，以及描述和鉴定具有独特或重要生态功能的新物种。

在科研与教学方面，Zahn表示，威廉与玛丽学院将STEM与博雅教育结合的培养模式吸引其建立实验室。他认为科学研究具有创造性，跨学科兴趣有助于推进相关工作。其团队也使用人工智能方法预测高维微生物组动态，以支持保护与修复项目，并强调将研究转化为实际干预需要政策、数据科学与公众传播等多方协作。

据介绍，Zahn参与了威廉与玛丽学院的AI4Environment计划，并与综合保护研究所合作以寻找本地保护项目伙伴。与此同时，他正与该校巴顿海岸与海洋科学学院以及弗吉尼亚水产海洋科学研究所的教师合作，申请两项聚焦海岸修复与微生物组工程的资助，并与全球多所大学保持合作。

教学方面，Zahn目前教授“科学超级计算”课程，向学生展示如何利用学校研究计算基础设施处理大规模科学问题，并计划开设高级统计与数据可视化课程，帮助学生将复杂数据转化为更清晰的表达。