科研進(jìn)展
西北高原所揭示腸道菌群和食性協(xié)同驅動(dòng)西藏盤(pán)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(yíng)養匱乏等極端環(huán)境，對野生動(dòng)物的生理調節與生態(tài)適應提出嚴峻挑戰。腸道菌群作為宿主的“第二基因組”，在營(yíng)養代謝、免疫調控與環(huán)境適應中發(fā)揮關(guān)鍵作用，尤其在大型食草動(dòng)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(pán)羊（Ovis ammon hodgsoni）與巖羊（Pseudois nayaur）為典型的高寒低氧地區大型食草動(dòng)物，前者主要棲息于開(kāi)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出顯著(zhù)差異。已有研究表明，除空間分化外，食性和腸道菌群結構的差異可能驅動(dòng)其生態(tài)位分化，因此探究?jì)烧吣c道菌群與食性之間的相互關(guān)系，有助于揭示其營(yíng)養適應機制及物種共存策略，為青藏高原野生動(dòng)物在極端環(huán)境下的協(xié)同進(jìn)化研究提供新視角。
中國科學(xué)院西北高原生物研究所動(dòng)物生態(tài)與資源保護研究團隊在青海省昆侖山地區采集了西藏盤(pán)羊與巖羊的新鮮糞便樣本，結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、功能特征及食性結構與腸道菌群在生態(tài)適應與營(yíng)養生態(tài)位分化中的潛在作用。研究發(fā)現，西藏盤(pán)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構與功能特征方面表現出了顯著(zhù)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(pán)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，卻表現出在糖類(lèi)代謝相關(guān)功能上更強的腸道菌群代謝適應能力。綜合來(lái)看，腸道菌群與食性之間的協(xié)同作用可能在推動(dòng)兩物種營(yíng)養生態(tài)位分化中發(fā)揮重要作用。此外，兩種動(dòng)物在抗生素耐藥基因組成上也存在差異，提示該類(lèi)指標在未來(lái)野生動(dòng)物健康評估中具有潛在應用價(jià)值。本研究揭示了腸道菌群作為宿主環(huán)境適應和生態(tài)位分化的重要調控因子，其與食性協(xié)同作用推動(dòng)了高原野生動(dòng)物的生態(tài)位分化。研究成果為理解大型食草動(dòng)物腸道菌群與環(huán)境適應及生態(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)系統可持續發(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(xué)術(shù)期刊?Communications Biology（中國科學(xué)院生物學(xué) 1 區 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(xué)基金團隊項目（2023-ZJ-901T）的資助。研究工作依托中國科學(xué)院高原生物適應與進(jìn)化重點(diǎn)實(shí)驗室和青海省動(dòng)物生態(tài)基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)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
