科研進展
西北高原所揭示腸道菌群和食性協(xié)同驅(qū)動西藏盤羊與巖羊生態(tài)位分化的新機制
青藏高原以其低氧、低溫和營養(yǎng)匱乏等極端環(huán)境，對野生動物的生理調(diào)節(jié)與生態(tài)適應(yīng)提出嚴峻挑戰(zhàn)。腸道菌群作為宿主的“第二基因組”，在營養(yǎng)代謝、免疫調(diào)控與環(huán)境適應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，尤其在大型食草動物中，其多樣性與功能對植物性飼料的高效利用至關(guān)重要。西藏盤羊（Ovis ammon hodgsoni）與巖羊（Pseudois nayaur）為典型的高寒低氧地區(qū)大型食草動物，前者主要棲息于開闊的高山草甸且食物譜相對單一，后者多分布于陡峭山地或懸崖地形且食性更為廣泛，兩者在棲息地選擇與取食行為策略上展現(xiàn)出顯著差異。已有研究表明，除空間分化外，食性和腸道菌群結(jié)構(gòu)的差異可能驅(qū)動其生態(tài)位分化，因此探究兩者腸道菌群與食性之間的相互關(guān)系，有助于揭示其營養(yǎng)適應(yīng)機制及物種共存策略，為青藏高原野生動物在極端環(huán)境下的協(xié)同進化研究提供新視角。
中國科學院西北高原生物研究所動物生態(tài)與資源保護研究團隊在青海省昆侖山地區(qū)采集了西藏盤羊與巖羊的新鮮糞便樣本，結(jié)合宏基因組測序與植物 trnL片段的高通量測序技術(shù)，深入分析了兩者腸道菌群組成、功能特征及食性結(jié)構(gòu)與腸道菌群在生態(tài)適應(yīng)與營養(yǎng)生態(tài)位分化中的潛在作用。研究發(fā)現(xiàn)，西藏盤羊與巖羊共棲于高寒生態(tài)環(huán)境中，但其腸道菌群在組成結(jié)構(gòu)與功能特征方面表現(xiàn)出了顯著差異。食性多樣性的高低并不必然反映腸道菌群多樣性的水平，其中西藏盤羊雖食性相對單一，但其腸道菌群多樣性更高，具有更強的代謝適應(yīng)性與纖維降解能力；而巖羊擁有更廣泛的植物攝食譜，卻表現(xiàn)出在糖類代謝相關(guān)功能上更強的腸道菌群代謝適應(yīng)能力。綜合來看，腸道菌群與食性之間的協(xié)同作用可能在推動兩物種營養(yǎng)生態(tài)位分化中發(fā)揮重要作用。此外，兩種動物在抗生素耐藥基因組成上也存在差異，提示該類指標在未來野生動物健康評估中具有潛在應(yīng)用價值。本研究揭示了腸道菌群作為宿主環(huán)境適應(yīng)和生態(tài)位分化的重要調(diào)控因子，其與食性協(xié)同作用推動了高原野生動物的生態(tài)位分化。研究成果為理解大型食草動物腸道菌群與環(huán)境適應(yīng)及生態(tài)位分化提供了全新視角，也為瀕危物種保護和高原生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展提供了重要參考。
該研究成果以?Gut microbiome and diet contribute to ecological niche differentiation between argali (Ovis ammon hodgsoni) and blue sheep (Pseudois nayaur) on the Qinghai-Tibet Plateau?為題，發(fā)表在Nature旗下學術(shù)期刊?Communications Biology（中國科學院生物學 1 區(qū) TOP 期刊，影響因子5.20）上。西北高原所博士研究生張萌為論文第一作者，張同作研究員為通訊作者。該研究得到了青海省自然科學基金團隊項目（2023-ZJ-901T）的資助。研究工作依托中國科學院高原生物適應(yīng)與進化重點實驗室和青海省動物生態(tài)基因組學重點實驗室。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s42003-025-08185-7
食性與腸道微生物組關(guān)聯(lián)分析圖
