《ISME Communications》：In-situ diet–microbiota associations across taxonomic scales in desert-dwelling amphibians and reptiles
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为厘清自然条件下“饮食—微生物”共变规律，作者对塔克拉玛干沙漠222份野生两栖类与爬行类肠内容物同步进行昆虫COⅠ与细菌16S rRNA扩增子测序，发现跨物种层面饮食差异显著关联菌群组成，而在种内短期食谱波动却难撼菌群格局，提示肠道菌群对宿主谱系具进化保守性并对实时饮食变化保持韧性，为荒漠 ectotherm 保护提供微生态视角。
在浩瀚的塔克拉玛干沙漠，夜幕降临时，沙面温度骤降，两栖类与爬行类纷纷出动觅食。它们看似“随意”地捕食跳动的甲虫或列队的蚂蚁，却长期隐藏一个微观谜题：这些“沙漠小食客”的肠道里到底谁说了算——是今晚的菜单，还是百万年的家族血统？过去对实验室模型的研究反复证明，换饲料能在几天内重写小鼠或雏鸡的肠道菌群图谱，但野外个体能否在“今天吃蚂蚁、明天吃蛾子”的动荡菜单下依旧维持菌群稳定？若答案为“是”，则意味着菌群对宿主具有进化层面的忠诚；若“不是”，则短期饮食即可摆布菌群，谱系信号或被掩盖。厘清这一尺度差异不仅关乎微生物生态学的基础理论，也直接影响对荒漠食物网稳定性的评估：当气候变暖导致昆虫发生期提前，依赖特定猎物的蜥蜴是否会因菌群失衡而面临双重打击？
为回答上述问题，Wei Zhu 等研究者把视线投向新疆塔里木河流域，沿 1000 km 样带采集 222 份野生两栖类（4 种）和爬行类（3 种）的结肠与直肠内容物。利用昆虫线粒体 COⅠ 基因扩增子（metabarcoding）同步“盘点”每只个体刚下肚的节肢动物种类，并以全长 16S rRNA 纳米孔测序刻画伴随的细菌群落。团队首先验证不同物种的食谱确实存在显著差异：例如，Bufotes pewzowi 主取鞘翅目天牛科，而同域近亲 B. taxkorensis 则把半数“赌注”压在蚂蚁（膜翅目蚁科）上；爬行类 Teratoscincus przewalskii 同样嗜蚁，却与两栖类的蚁食行为在系统树上相距甚远。令人意外的是，这些食谱差异并未沿“纲”级谱系聚类——两栖与爬行动物谁更像谁，与它们是否共享沙漠微生境或捕食策略关系更大，提示饮食生态位在演化过程中可快速重塑。
与食谱的“随意”形成鲜明对比的是，肠道菌群在门、属水平均表现出清晰的谱系结构：所有两栖类样本富集 Proteobacteria，Bacteroidetes 相对丰度显著高于爬行类；后者则以 Firmicutes 为主。LEfSe 分析进一步指出，两栖类特征菌包括 Bacteroides、Blautia 及 Odoribacter splanchnicus，而爬行类则富含 Clostridium、Lachnospiraceae 未分类属等。Beta 多样性（Bray–Curtis 距离）显示，样本按“纲”级宿主先分开，再按物种聚团，说明菌群差异主要受宿主系统发育驱动，而非共享食谱。由此，作者先前报道的“phylosymbiosis”（谱系共生）现象得到再次验证，但本研究首次指出该现象并不能简单归因于“近缘物种吃相似食物”。
饮食与菌群的耦合强度随分类尺度而变。跨物种比较时，食谱与菌群的 beta 多样性呈显著正相关（Mantel r = 0.42，p < 0.001），暗示长时期食性分化可能通过营养选择塑造菌群；然而把镜头拉近到物种内部，同一物种不同个体即使吃下不同比例蚂蚁或甲虫，其菌群组成却不再与食谱同步波动——在 7 个物种中，仅爬行类 Phrynocephalus axillaris 呈现显著相关。功能冗余与转录可塑性被认为是菌群“临危不乱”的潜在机制：短期内微生物可通过上调特定代谢基因应对营养波动，而不必“大换血”重构群落。对保护生物学而言，这意味着荒漠两栖爬行动物在面临昆虫资源短期波动时，菌群稳态或能为宿主提供缓冲；但若气候变迁导致长尺度的猎物种群消长，不同物种因菌群与饮食已深度耦合，其能量获取与免疫防御仍可能受到连锁冲击。
研究还带来一条警示：两栖类肠道普遍检出较高比例的潜在致病菌（Escherichia coli、Klebsiella pneumoniae、Salmonella enterica 等 Proteobacteria），这些菌可能源自其必需的水体微生境。沙漠中水源稀少且易受牲畜粪便污染，若温度升高延长细菌存活时间，两栖类将面临更严峻的病原与耐药基因暴露风险，提示未来荒漠保护需把“水质管理”与“微生态健康”纳入同一框架。
综上，论文阐明“吃什么”与“谁住在肠子里”在宏观演化尺度相互呼应，却在实时生态尺度彼此独立，为理解宿主-微生物共演化和荒漠生态系统韧性提供了新范式。
主要技术路线（≤250 字）
样带跨越塔里木河流域 20 站点，采集 222 份肠内容物；
昆虫 COⅠ 扩增子（BF3/BR2 引物，Illumina NovaSeq PE250）解析食谱；
全长 16S rRNA 纳米孔测序（8F/1492R，CycloneSEQ）刻画菌群；
DADA2 与 Kraken2 分别生成 ASV/OTU 表，SILVA、COins 数据库注释；
多样性指数、PCoA、PERMANOVA、Mantel/Procrustes 检验评估食谱-菌群关联；
LEfSe 与 Spearman 相关网络筛选标志物与关键节点。
研究结果
饮食与菌群组成均存在显著种间差异
饮食相似性不沿宿主谱系聚类，菌群则呈清晰 phylosymbiosis
两栖与爬行类间食谱可交叉，但菌群门、属差异显著；
生活方式（水-陆）差异或决定菌群过滤。
饮食-菌群耦合强度取决于分类尺度
共生网络识别关键节点
生理与环境因子补充解释
吻-肛长（SVL）与食谱无关，但影响菌群；
同域种群食谱与菌群更相似，暗示竞争或环境过滤。
结论与讨论
该研究首次在野生两栖爬行类中同时解析“胃内猎物”与“肠道共生体”，证实宿主谱系对菌群的主导地位并不依赖饮食相似性，而跨物种饮食分化才是长期塑造菌群的关键动力。这一发现为“phylosymbiosis”提供了非饮食驱动的解释，提示宿主遗传背景、免疫过滤与生态位保守性共同维系微生物“家谱”。种内菌群对实时饮食的韧性则强调功能冗余可作为荒漠极端环境下宿主-微生物共存的“保险丝”。面对全球变化，保护管理者需警惕长尺度猎物资源变化对菌群-宿主互作的潜在连锁效应；同时，两栖类因依赖水源而承载更高病原风险，应成为干旱区生物多样性监测的优先对象。论文成果不仅丰富了微生物生态学对“时间尺度”概念的理解，也为荒漠 ectotherm 保护策略提供了可操作的微生态指标。
