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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
代謝網絡的拓撲結構不僅可以為了解物種的代謝能力提供重要的見解，還可以為了解它們進化的棲息地提供重要的見解。在這裡，我們引入了代謝網絡“種子集”的概念（基於網絡拓撲的外源獲取的化合物集），並提供了一個方法框架來通過計算推斷給定網絡的種子集。這樣的種子組在代謝網絡與其周圍環境之間形成生態“界面”，接近每個物種的有效生化環境。透過分析 478 個物種的代謝網絡並識別每個物種的種子集，我們對此類預測的代謝環境進行了全面的大規模重建。種子組的組成與表徵物種環境的幾個基本特性顯著相關，並且與主要適應的生物學觀察一致。環境高度可預測的物種（例如專性寄生蟲）往往比生活在多變環境中的物種擁有更小的種子集。種子集的系統發育分析揭示了控制整個系統發育樹中種子的獲得和損失的複雜動態以及種子和非種子化合物之間的轉變過程。我們的研究結果表明，種子狀態是短暫的，種子往往要么完全從網絡中刪除，要么相對快速地變成非種子化合物。種子集還可以成功重建生命的系統發育樹。提出的「逆向生態學」方法為大規模研究生物體與其棲息地之間的演化相互作用奠定了基礎。