科学家研究了鸟类的粪便，发现当鸟类迁徙时，它们的肠道细菌会发生变化

科学家研究了鸟类的粪便，发现当鸟类迁徙时，它们的肠道细菌会发生变化

　　

数以万亿计的细菌生活在我们的肠道中，在我们消化食物和对抗疾病的能力中发挥着至关重要的作用。所有其他动物体内都有细菌群落，科学家们称之为微生物群落，了解它们可以帮助科学家们拼凑出一幅更完整的图片，了解这些动物是如何与世界互动的。在《分子生态学》(Molecular Ecology)杂志上发表的一项新研究中，研究人员使用微型无线电追踪器跟踪在巴哈马群岛和密歇根之间迁徙的鸟类的运动，他们发现同一只鸟类的肠道细菌在这两个地方是不同的。为了弄清楚这一点，科学家们不得不近距离接触大量的鸟粪。

“我们在其他动物身上看到，微生物群落可能会受到它们宿主生活的地方的影响。许多鸟类迁徙，它们在迁徙周期的不同阶段经历不同的环境。我们不知道这些不同的环境是如何影响鸟类的微生物群的，”希瑟·斯基恩(Heather Skeen)说。

“这项研究表明我们可以了解甚至鸟类生物学的基本方面,比如迁移,新老结合的technologies-fieldwork和鸟类的繁殖后,迁移,和越冬栖息地,radiotelemetry和下一代DNA测序新技术,”菲尔德博物馆的副馆长哈克特说。

当数千种鸟类迁徙时，斯基恩和她的同事们在这项研究中只专注于一种:科特兰林莺，世界上最稀有的鸟类之一。科特兰林莺是一种很小的黄胸鸣禽，它们在巴哈马群岛过冬，春天迁徙到密歇根州北部，在那里它们只在幼小的杰克松林中繁殖。在20世纪，它们几乎灭绝，在1987年，野生的雄性只剩下167只，但由于在繁殖地的大力保护，它们的数量已经稳定下来。

尽管如此，它们在鸟类世界中还是很罕见的，这种罕见，加上它们在繁殖地的极端挑剔，使它们成为这项研究的理想对象。斯基恩说:“我们选择科特兰林莺是因为你能够从它们的非繁殖地追踪到它们的个体，然后在它们的繁殖地捕获它们的鸟类种类非常、非常少。”想要追踪像知更鸟这样极其常见、分布极其广泛的鸟类，就像是大海捞针;对于科特兰林莺来说，选择的草堆要小得多，分布在更小的地理区域。

研究人员首先在巴哈马群岛进行了实地调查，在那里，他们用记录的鸟叫声吸引科特兰林莺，并给它们安装了微型无线电跟踪设备。这种鸟本身很小，大约只有半盎司，所以这些定位器的重量不到半克。(根据上下文，一便士重约2.5克。)在安装好追踪器后，斯基恩和她的同事们把这些鸟放在蜡纸袋子里几分钟。这些鸟立即把袋子变成了它们自己的私人浴室。这些林莺随后被释放，留下斯基恩进入袋子里收集粪便样本。

几个月后，当这些鸟从巴哈马群岛迁徙到密歇根州时，斯基恩和她的同事们使用了一个被称为Motus野生动物跟踪系统的大型自动无线电发射塔网络，来定位他们在巴哈马群岛取样的同一只鸟。“在密歇根的鸟类繁殖地分布着12个无线电发射塔，当我们的鸟类追踪器在一个发射塔附近发出信号时，我们就会使用手持无线电天线在靶场周围开车寻找这只鸟，”斯基恩说。“我们一收到信号，就下车四处走动，试图用它们的歌声来吸引它们。”当这些鸟飞进研究人员设置的网时，科学家重复了纸袋的程序，然后再放它们离开。

研究人员收集了近200份鸟类粪便样本，以及来自巴哈马群岛和密歇根州同一种鸟的样本，对粪便中存在的细菌进行了基因分析。他们发现密歇根粪便中的细菌与巴哈马粪便中的细菌不同。但更重要的是，同一只鸟的消化道中有不同的细菌，这取决于它们收集粪便的位置。

斯基恩说:“这项研究最重要的部分之一是，我们能够在不同地点捕捉到不同年度周期的不同部分的鸟类，我们对相同的种群和相同的个体进行了一对一的比较，以及它们的微生物群是如何变化的。”“如果我们测试了不同的鸟类个体，我们就不能肯定地说，我们看到的变化是由于位置造成的，还是仅仅是种群之间的差异。由于我们观察的是完全相同的鸟类，这些结果得到了更多的支持。”

这项研究发现，鸟类的微生物群在不同的地方是不同的，即使是在同一个人内部，这可以帮助科学家弄清楚鸟类微生物群是如何工作的。“我们知道鸟类的微生物群与大多数哺乳动物不同，但我们不知道具体是如何或为什么，”斯基恩说。在大多数哺乳动物中，肠道细菌的种类与动物的物种和进化历史密切相关，但鸟类的这种联系似乎比较松散。相反，之前的研究表明，鸟类的肠道微生物群与它们生活的地方的关系更大，而不是它们是什么物种。“在我们的研究中，我们发现有一些细菌可能是短暂的——鸟类从食物中获得细菌，它们把它拉出来，然后就消失了，”斯基恩说。“这些细菌不会在鸟身上繁殖，它们会进进出出。”

斯基恩还指出，当动物试图在变化的环境中生存时，气候危机可能会使肠道微生物群变得特别重要。“动物的肠道微生物群是分子多样性的一个额外水平，随着全球气候变化改变生态系统，肠道微生物群可能是动物适应变化环境的途径之一，”斯基恩说。“肠道微生物群有自己独特的生态系统，发现它的时机已经成熟。”

参考文献:

“Repeated sampling of individuals reveals impact of tropical and temperate habitats on microbiota of a migratory bird” 28 September 2021, Molecular Ecology.