极地湖泊底部的微生物群落受其所在地区特定的地质、生物和气候历史的影响，独立于其他地区进化。微生物群落的独特性强调了迫切需要将这些生命形式纳入极地地区的管理计划。
由比利时根特大学生物学家领导的一个国际科学家研究小组，与英国南极调查局的多米尼克·霍奇森教授一起，对200多个北极、亚南极和南极湖泊的微生物生物多样性和进化历史进行了采样和测序。
这项新的研究表明，极地地区之间的微生物群落组成存在显著差异，南北两极的湖泊由不同的群体主导。他们的工作是对这些独特微生物群的首次大规模DNA研究，并发表在《科学进展》杂志上。
极地地区的特点是极端的生活条件，如极低的温度和极低的水和营养物质。这些恶劣环境中的湖泊是生物多样性和生产力的绿洲，微生物主宰着生命。
人们一直认为，由于微生物的数量多得惊人，细胞又小，它们可以畅通无阻地在地球上移动，并在所有合适的栖息地定居。这一假设现在已经通过使用DNA来比较200多个北极、亚南极和南极湖泊的群落组成来验证，以确定它们是否具有相同的进化史。
多米尼克·霍奇森教授领导着英国南极调查局的冰盖和气候变化小组，他是这项研究的合著者。他说:“这项研究是多年来对难以到达的微观群落进行采样和应用DNA最新进展的结果。”
“有证据表明，两极的微生物生活是由个别地区特有的气候和生物因素塑造的，而不是像以前认为的那样，是同一全球进化轨迹的一部分，这是改变游戏规则的。”
自始新世晚期(34万年前)以来，南极洲逐渐被冰盖覆盖，这导致了大多数植物和动物种群的灭绝。它在南半球也是高度孤立的，这使得这些群体无法在大陆上重新定居。另一方面，北极大陆在地理上是高度相连的，只有在3.2万年前的冰川高峰时期才被冰盖覆盖。
在动物和植物中，这导致了物种进化史和它们在两极的地理分布的巨大差异。然而，微生物被认为是在地球上自由移动的。
这项新研究在南北两极的湖泊中发现了不同的微生物群。异养细菌(以有机碳为食的微生物)和抗放牧藻类在北极似乎相对更丰富，而蓝藻(从光合作用中获取能量的微生物)和绿藻在南极湖泊中更占主导地位。南极洲的物种多样性也较低。
分析表明，在历史上的冰期，冰盖的形成导致了几组微生物从南极洲消失。研究小组能够证明，幸存下来的群体可以在孤立的环境中进化。就这样，一个共同的祖先物种产生了几个亚种和变种，分布范围仅限于南极洲。
即使在深层的进化水平上，似乎许多遗传谱系都是长期存在的，而且是南极洲独有的。这表明，在长时间尺度上，两极之间的移动相当有限，而且南大洋也形成了微生物的主要屏障。
这些极地湖泊中微生物群落的独特特征是一个强有力的理由，即通过增加对南极洲的旅游开发等措施，更好地保护这些栖息地不受人类的影响。
