地表深处的岩石孔隙与裂缝中存在大量微生物群落。研究人员指出，这些肉眼不可见的生命体与地下水质量及全球物质循环相关，但以往对地下水微生物的认识多来自更易获取的自由漂浮细胞样本，难以覆盖地下系统的主要组成部分。

耶拿大学“微宇宙平衡”卓越集群（Balance of the Microverse）Martin Taubert博士团队在一项研究中强调，地下微生物多数以生物膜形式牢固附着在岩石表面，其数量可比水体中自由游动的细胞高出多达一千倍。为了解这类“附着”微生物的生活方式与作用，团队对图林根海尼希地区天然含水层碳酸盐岩表面的定殖微生物群落进行分析，并与同一系统中地下水里的自由生活群落作对比。相关成果发表于《Microbiome》。

研究结果显示，尽管两类群落在空间上相邻并可能发生相互作用，岩石表面与水体中的微生物仍构成两种截然不同的生态系统：不仅物种组成差异明显，功能能力也存在根本区别。参与研究并以此完成博士论文的Alisha Sharma表示，微生物的生活方式——附着于岩石或自由漂浮于水中——对群落结构的影响强于氧气供应等环境因素。

在功能层面，研究团队称，附着于岩石的微生物表现出更高的专业化能力，可从铁或硫等无机物中获取能量，并在相关过程中固定二氧化碳，从而促进地下碳储存；相比之下，地下水中自由生活微生物的功能能力更为受限。Taubert指出，若忽视岩石表面群落，可能会遗漏地下水系统中重要的功能性参与者，尤其是在碳循环等关键化学过程中。

研究人员认为，上述发现对环境研究与实践具有现实意义。地下水是全球重要的饮用水资源之一，更准确地理解地下微生物过程，有助于评估地下物质转化过程，例如地下水的自然自净能力以及碳的长期储存。同时，研究结果也提示，碳酸盐岩含水层生态系统固定二氧化碳的能力可能高于此前估计，这将影响对自然碳汇及相关模型的评估。