結果
細菌生物量動態(tài)
原生動物和噬菌體在減少開放水相細菌生物量（OD）方面的效率差異很大，并且效率也隨時間變化（敵害：F4,159=1049.63,P<0.001；時間：F7,159=16.37,P<0.001；時間x敵害：F28,159=2.59,P<0.001，圖2A）。在有纖毛蟲的處理中，自由水相的OD減少最多（在第1-8周平均減少88%），而噬菌體僅有輕微影響（在第1-8周平均減少9%）。阿米巴具有中等影響（在第1-8周平均減少68%）。所有敵害一起的效應與單獨纖毛蟲的效應相同。
用祖先細菌和祖先噬菌體進行的短期實驗顯示了極其快速的進化動態(tài)，這是長期實驗的每周取樣頻率所未能捕捉到的：在短期實驗中，我們發(fā)現噬菌體在12小時內導致生物量崩潰>93%（圖3）。然而，細菌在最初24小時內進化出對噬菌體的防御，100小時后，暴露于噬菌體的細菌生物量接近無噬菌體系統(tǒng)的水平。
附著的生物膜量在第一周內迅速增加（圖2B）。此后，細菌敵害對表面附著生物膜生物量的影響取決于敵害身份和時間（敵害：F4,159=55.18,P<0.0001；時間：F7,159=40.68,P<0.001；時間x敵害：F28,159=7.60,P<0.001）。生物膜生物量最大的長期敵害誘導損失出現在所有三種敵害類型都存在的情況下，而阿米巴在最后三周對生物膜生物量具有中等的負面影響。噬菌體和纖毛蟲沒有影響，或者甚至短暫地增加了生物膜生物量。
比較細菌敵害在減少開放水和生物膜中細菌生物量的效率
我們發(fā)現不同的敵害和敵害組合對開放水和生物膜中的細菌生物量均有顯著影響（卡方=116.5,df=4,P<0.001；卡方=49.6,df=4,P<0.001）。在開放水中，纖毛蟲是消耗細菌生物量最有效的捕食者，因為它們單獨的效果與所有三種敵害類型組合的效果相同（DC=DACP,Z=-1.414,P=0.157）。阿米巴和噬菌體單獨的效果都比纖毛蟲差，但阿米巴比噬菌體更有效。所有比較的統(tǒng)計數據顯示在表1中。
在生物膜內，三種敵害類型的組合被列為最有效（所有P值<0.0001）。生物膜減少效率的所有成對比較統(tǒng)計數據見表1。
敵害種群動態(tài)
纖毛蟲的種群大小在單一敵害處理中平均高于與噬菌體和阿米巴混合的處理（敵害F1,511=57.001,P<0.001，時間F7,511=71.072,P<0.001，時間x敵害F7,511=14.693,P<0.001；圖4A）。此外，在單一敵害處理中，纖毛蟲密度隨時間持續(xù)下降，而在多敵害處理中，種群大小似乎波動更大。
在多敵害處理中，阿米巴細胞在第一周后無法在暗場顯微鏡下觀察到。它們在單一敵害處理中持續(xù)存在，并且也隨時間下降（敵害F1,282=561.079,P<0.001，時間F8,282=28.687,P<0.001，時間x敵害F24,282=14.075,P<0.001；圖4B）。
噬菌體在所有微觀世界中整個實驗期間都存在，這通過用實驗結束時分離的噬菌體種群感染祖先細菌進行了驗證。
討論
由原生動物捕食者和寄生性噬菌體進行的下行控制是自然微生物群落中細菌死亡的最主要原因，因此，噬菌體和原生動物被認為是對抗細菌病原體的潛在生物防治劑。然而，由于評估相對死亡率的方法困難以及不可控的環(huán)境變量，這些細菌敵害的相對重要性尚不清楚。我們在靜態(tài)微觀世界中使用原生動物（卡氏棘阿米巴、纖毛蟲嗜熱四膜蟲）、噬菌體（裂解性噬菌體Semad11）和環(huán)境生長的機會致病菌（粘質沙雷氏菌菌株Db11）進行的共培養(yǎng)實驗表明，具有不同取食策略的細菌敵害對細菌種群具有非常不同的空間和時間效應。
噬菌體和原生動物捕食者利用相當不同的策略來利用細菌生物量。例如，大多數鞭毛蟲和纖毛蟲專門捕食懸浮細菌，而阿米巴被認為幾乎只以生物膜為食。至于噬菌體，它們是攻擊自由水中以及隱藏在生物膜中的細菌的寄生蟲。噬菌體感染生物膜（由其他方面易感的細菌宿主形成）的能力取決于病毒對細菌表面的可及性，而這又取決于生物膜的結構以及噬菌體降解形成生物膜基質的胞外聚合物的能力。
盡管評估開放水和生物膜中生物量的測定方法不同，因此不能直接比較，但通過比較兩種結果中細菌敵害的排名，我們可以看到，所有三種敵害的處理與單獨纖毛蟲的處理排名相等。因此，可以得出結論，纖毛蟲在減少開放水中細菌生物量方面具有最強的長期負面影響，但在生物膜中則不然（表1）。纖毛蟲使用口溝吞食懸浮細菌，并主要根據大小選擇獵物，并且已經表明，四膜蟲屬纖毛蟲也可以readily消耗由假單胞菌屬或沙雷氏菌屬形成的生物膜，并改變生物膜中細菌的組成和豐度。然而，我們并未發(fā)現纖毛蟲-細菌或噬菌體-細菌處理中的細菌生物膜生物量動態(tài)在八周實驗期間與單獨培養(yǎng)的細菌有所不同。一種解釋可能是，當纖毛蟲取食開放水體生物量時，它釋放了常見的細菌資源，這可以增加生物膜生物量的生長，從而補償纖毛蟲對生物膜生物量的潛在取食。然而，在纖毛蟲、阿米巴和噬菌體都存在的情況下，發(fā)現了最低的生物膜量。這些結果表明，只有當阿米巴存在時，纖毛蟲和噬菌體對生物膜量的影響才顯著（圖2B和表1）。
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