Топологические характеристики сети совместной встречаемости микроорганизмов связаны с параметрами реактора и выявляют важную роль родов с низкой численностью

На экологию систем анаэробного сбраживания влияют эксплуатационные факторы и взаимодействия между микроорганизмами. В 12 лабораторных реакторах, работавших в различных инженерных условиях, было установлено, что бактериальные сообщества определялись температурой, тогда как архейные сообщества — как температурой, так и свойствами субстрата. При объединении результатов кластеризации бактериальных и архейных сообществ были выделены пять групп образцов для анализа сетей совместной встречаемости: с окружающей температурой, мезофильные с низким содержанием твердых веществ в субстрате, мезофильные, мезофильные с совместным сбраживанием и термофильные. Топологические характеристики сетей были связаны со свойствами субстрата и соотношением эффективности гидролиза и метаногенеза. Эффективность гидролиза положительно коррелировала с коэффициентом кластеризации и отрицательно — с нормированной центральностью по посредничеству (p < 0,05). Доля взвешенного ХПК во входящем потоке и относительный показатель различия эффективности гидролиза и метаногенеза (D) отрицательно коррелировали со средней длиной пути (p < 0,05). Анализ топологических характеристик отдельных родов показал, что в термофильной сети было больше родов-связующих элементов, что свидетельствует о более интенсивном взаимодействии между модулями. Нормированная степень и центральность по посредничеству отдельных родов показали, что роды с низкой численностью — вплоть до 0,1% — могут выполнять роль центральных узлов и обеспечивать коммуникацию, поддерживая устойчивость и функциональность микробного сообщества и эффективность.