编辑推荐：
为探究物理环境和社会组织对生物体微生物组的影响，研究人员以收获蚁（Veromessor andrei）为对象，发现二者均有影响，这对理解微生物组动态意义重大。
在奇妙的自然界中，动物与微生物之间存在着千丝万缕的联系，动物所携带的微生物群落，也就是微生物组（microbiome），受到诸多因素的影响。过往研究发现，人类和非人类灵长类动物的微生物组会受周围环境显著影响，而且在不同生活环境下的多种生物，其肠道微生物组组成也有所不同。不仅如此，宿主行为对微生物组也至关重要，像四趾蝾螈的 communal nesting 行为能增加有益抗真菌细菌的传播，还有 coprophagy 行为能调节脊椎动物和无脊椎动物的肠道微生物群。
然而，对于那些长期生活在巢穴里的动物，比如蚂蚁，虽然已知巢穴微生物群落可能对其居民有很大影响，但巢穴内微生物组与居民微生物组之间的关系却鲜为人知。尤其是地下筑巢的蚂蚁，它们的巢穴结构和社会分工复杂，却很少有研究关注巢穴在塑造蚂蚁群落微生物组方面的作用。于是，来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校等机构的研究人员，针对收获蚁（Veromessor andrei）展开了深入研究，相关成果发表在《Animal Microbiome》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在样本采集方面，他们从美国加利福尼亚州南部塞奇威克自然保护区的五个Veromessor andrei蚁巢收集土壤和巢内物质样本，包括蚂蚁、幼虫、种子、繁殖蚁以及不同位置的土壤样本。样本处理时，土壤样本经称重后进行处理，非土壤样本如蚂蚁等则需清洗、粉碎等操作，之后统一使用特定试剂盒提取微生物 DNA。接着，对提取的 DNA 进行 16S rRNA 基因扩增和文库测序，通过一系列生物信息学分析，包括使用 QIIME2 软件进行数据处理、计算 alpha 和 beta 多样性等，来研究细菌群落的多样性和组成。
研究结果主要分为以下几个部分：
- 所有样本类型：不同样本类型（蚂蚁、繁殖蚁、幼虫、种子和土壤）的 alpha 和 beta 多样性存在显著差异，这有力地支持了社会组织假说。蚂蚁样本的 alpha 多样性最低，土壤样本最高，且不同样本类型的细菌 ASV（Amplicon Sequence Variants，可作为细菌物种的替代指标）组成差异明显，比如 Firmicutes 门的某些 ASV 在蚂蚁样本中读长丰度更高12。
- 所有土壤样本：土壤细菌群落的 alpha 多样性仅在一种测量指标上存在差异，更支持物理环境假说。土壤类型对 Pielou’s Evenness 指数有显著影响，而土壤深度对细菌群落的 alpha 多样性无显著影响。此外，巢 ID 对除 Faith’s phylogenetic distance（PD）外的所有 alpha 多样性指标都有显著影响，且土壤类型和巢 ID 均显著影响细菌群落的 beta 多样性34。
- 巢内土壤样本：对巢内不同类型巢室土壤细菌多样性的比较，未支持任何一个假设。巢室类型和样本深度对 alpha 多样性无显著影响，巢室类型也不能解释巢内土壤的 beta 多样性，但巢 ID 对巢内土壤的 beta 多样性有显著影响56。
在讨论部分，研究结果表明，社会和环境因素均可能塑造Veromessor andrei蚁群的细菌群落。一方面，不同位置巢穴的细菌群落差异支持了物理环境假说，巢穴土壤细菌群落与周围土壤相似，且地理位置影响巢穴细菌群落，距离近的巢穴细菌群落更相似。另一方面，巢内不同生物样本的细菌群落差异则支持了社会组织假说，不同生物样本的细菌组成和 alpha 多样性不同，如 Firmicutes 在蚂蚁样本中占主导地位。然而，研究也发现一些意外结果，比如未发现土壤深度与细菌多样性的关系，这可能与蚂蚁巢穴的独特结构和活动有关。
总的来说，这项研究意义重大。它不仅揭示了社会组织和物理环境在塑造Veromessor andrei蚁群微生物组方面的重要作用，还强调了在研究动物微生物组时，需要综合考虑这两个因素。这为后续研究动物微生物组与环境、行为之间的关系提供了重要参考，有助于进一步深入理解动物与微生物之间的复杂相互作用。
