浮游植物和细菌“互助”应对抗生素压力，反而生长更好

浮游植物是水生生态系统的关键初级生产者，它们与细菌存在密切的相互作用，但这种相互作用在评估污染物对生态系统的影响时常常被忽视。本研究构建了莱茵衣藻（一种常见绿藻）与河流细菌的共培养体系，旨在探究它们在抗生素胁迫下的响应机制。

研究选用了10种不同类型的抗生素（包括大环内酯类的阿奇霉素、红霉素，磺胺类的磺胺甲噁唑等）进行实验。结果发现，当莱茵衣藻和细菌单独培养时，这些抗生素（尤其是阿奇霉素）会抑制它们的生长，且高浓度（10μg/L）的抑制作用比低浓度（0.1μg/L）更强。然而，当二者共培养时，情况发生了逆转：在低浓度抗生素胁迫下，共培养的藻类和细菌均表现出“毒物兴奋效应”（即低浓度有害物质反而促进生长的现象），而高浓度抗生素的抑制作用也显著减弱，其中阿奇霉素的这种效应最为明显。

进一步研究揭示了这种现象背后的相互合作机制：莱茵衣藻能为细菌提供有机碳，并高效清除环境中的抗生素（尤其是大环内酯类），从而缓解抗生素对细菌的毒害；反过来，在抗生素胁迫下，藻类周围的“藻际细菌群落”（即藻类周围的微环境中的细菌）会发生重组，富集出能够为藻类提供氨氮、磷酸盐、维生素B12以及吲哚乙酸（一种植物激素）等营养物质的特定细菌类群（如红杆菌目、根瘤菌目等）。这种合作需要二者的直接物理接触——实验显示，若将藻类和细菌分隔培养（仅允许代谢物交换），藻类的生长促进效应就会消失，说明藻际细菌的直接接触对藻类在抗生素胁迫下的生存至关重要。

此外，抗生素胁迫还改变了细菌的代谢功能：藻际细菌中与固氮、磷代谢（如降解膦酸盐）、维生素合成相关的基因表达增强，同时抗生素耐药基因的丰度也有所增加。这些变化使得共培养体系能更高效地利用营养物质，抵消抗生素带来的负面影响。

该研究结果挑战了传统依赖单物种进行生态毒性评估的方法，强调种间相互作用在真实环境污染物评估中的核心地位。同时提示，低浓度抗生素污染可能通过增强浮游植物与细菌的 mutualistic cooperation（互利合作），影响水生生态系统的营养循环，甚至可能加剧藻华等生态问题。