野生藏酋猴肠道菌群的稳定性与适应性：季节性饮食波动下的代谢可塑性研究

《ISME Communications》：Stability and flexibility of the gut microbiota of wild Tibetan macaques

本研究针对野生灵长类如何通过肠道菌群适应季节性饮食变化这一生态学难题，通过整合行为观察、植物DNA宏条形码（trnL区）和16S rRNA基因测序技术，对黄山地区非投喂藏酋猴群开展为期12个月的追踪研究。结果表明，尽管猴群食性存在显著季节差异，其肠道菌群仅呈现两种肠型（enterotype），且菌群组成变化远低于食性波动，凸显菌群通过代谢功能可塑性（如甲烷代谢、丁酸代谢等）缓冲宿主能量稳态的机制。该研究为理解野生动物宿主-微生物共适应提供了新视角。

　　

在复杂的自然环境中，野生动物的生存策略始终是生态学研究的核心课题。作为宿主“第二基因组”的肠道微生物组，通过参与营养代谢、免疫调节等生理过程，成为动物适应环境变化的关键伙伴。然而，肠道菌群如何在季节性饮食波动中维持功能稳定性？其响应机制是简单的物种更替，还是通过代谢可塑性实现动态平衡？这一科学问题在非人灵长类研究中尚缺乏长期野外实证数据的支持。

以往研究多聚焦于投喂灵长类群体或短期观测，难以真实反映自然条件下宿主-微生物互作关系。黄山地区的藏酋猴（Macaca thibetana）作为中国特有近危物种，其非投喂种群的食性随季节剧烈变化：秋季以单一种类果实（如Stauntonia brachyanthera）为主，冬季转向高脂松子（Pinus massoniana），春季则大量取食纤维丰富的叶片和茎干。这种“食谱切换”为探究菌群适应性提供了理想模型。发表于《ISME Communications》的最新研究，通过多学科交叉方法，首次系统揭示了藏酋猴肠道菌群在季节性饮食压力下的稳定性机制与功能调控规律。

研究团队采用四种关键技术手段：首先，通过野外行为扫描采样法记录猴群食性组成，结合自动气象站监测温湿度等环境参数；其次，利用植物DNA宏条形码技术（trnL区）从粪便中精准识别植物物种，弥补传统观察法的局限性；第三，通过16S rRNA基因高通量测序解析菌群结构；最后，结合PICRUSt2功能预测和统计学模型（如PERMANOVA、LEfSe），关联菌群变化与饮食、气候因子的关系。

食性季节差异驱动菌群结构分化

野外观察与DNA宏条形码结果一致表明，藏酋猴食性存在显著季节异质性：秋季果实占比高达87.4%，冬季则以种子（30.2%）和叶片（30.2%）为主，春季叶片消费达39.1%。植物物种多样性在秋冬季显著低于春夏季（Shannon指数：秋季1.43 vs. 春季3.19）。与此对应，菌群虽呈现季节波动，但其Bray-Curtis相异度在食性与菌群间差异显著（食性：0.225；菌群：0.045），表明菌群结构比食性更稳定。

肠型划分揭示菌群韧性模式

研究首次在藏酋猴中鉴定出两种肠型：肠型1以Treponema和Prevotella_9为标志菌（占样本45.2%），主导秋冬季；肠型2以UCG-002、Christensenellaceae R-7群等为特征（54.8%），富集于春夏季。肠型分布与气候、营养摄入紧密关联：肠型1在低温季节通过脂代谢（冬季）和甲烷代谢（秋季）支持能量获取；肠型2则在高温季节激活丁酸代谢（butanoate metabolism）以分解抗性淀粉。

功能预测揭示代谢可塑性

PICRUSt2分析显示，肠型2富集能量代谢、异生物质降解等通路；季节性功能差异更为显著：秋季甲烷代谢、冬季脂代谢与精氨酸/脯氨酸代谢、春季氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）等通路依次激活。这些结果说明菌群通过代谢途径重构（而非物种替换）应对饮食挑战，例如Treponema在秋季降解果胶，而Christensenellaceae R-7群在夏季发酵抗性淀粉产丁酸。

环境因子与菌群多样性关联

Mantel检验表明，平均温度与果实摄入时间正相关菌群结构（R=0.204, P<0.05），而叶片摄入则提升菌群Alpha多样性（Chao1指数：R²=0.206, P=0.003）。秋季低食性多样性导致菌群多样性骤降，印证了营养底物复杂度对微生物生态的约束作用。

本研究通过长期野外追踪与多组学整合分析，证实藏酋猴肠道菌群在季节性饮食波动下表现出显著的韧性（resilience）和功能可塑性。其核心机制在于：菌群通过有限肠型切换（仅2种）和代谢通路重构（如能量代谢、纤维发酵）维持宿主能量稳态，而非依赖物种组成的剧烈更替。这一发现突破了传统“饮食决定菌群结构”的认知，强调了微生物代谢灵活性在动物适应性进化中的重要性。研究为濒危灵长类的保护策略提供了新思路：维持栖息地植物多样性，可间接通过微生物途径增强宿主对环境变化的缓冲能力。未来研究需结合代谢组学与单菌功能验证，进一步揭示关键菌株（如Treponema、Prevotella_9）在宿主能量平衡中的具体作用机制。