动物园猫科动物体重差异对肠道微生物及发酵产物的影响:探索个性化饮食的关键

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:BMC Microbiology 4

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  在人类饲养下,猫科动物饮食相似,但野生时因体重和生态不同饮食各异。研究人员对 18 只动物园猫科动物开展粪便微生物群和发酵产物研究。结果发现体重影响微生物结构,小体型猫科动物乙酸盐水平更高。该研究为猫科动物饲养提供重要参考。

  在动物王国中,猫科动物家族可谓体型多样,从体重仅 1 千克的小型猫科动物,到重达 300 千克的大型猛兽。在自然环境里,它们的饮食会根据体型和生态位有很大差异。比如,狮子、老虎这类大型猫科动物,会捕杀大型哺乳动物;而小型猫科动物则以小型哺乳动物、鸟类等为食。然而,在人类饲养的环境下,情况却大不相同。通常,这些猫科动物都被给予相似的饮食,而且饲养建议大多基于家猫,没有充分考虑到不同体型猫科动物的差异。这种 “一刀切” 的饮食方式是否合理呢?为了解开这个谜团,来自比利时根特大学(Ghent University)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,研究成果发表在《BMC Microbiology》杂志上。
在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们从比利时 Pairi Daiza 动物园选取 18 只猫科动物作为研究对象,这些动物在相似环境下饲养且饮食相同。通过对动物进行麻醉后采集新鲜粪便样本,利用 16S rRNA 基因测序技术分析微生物组成,借助气相色谱法定量检测粪便挥发性脂肪酸(VFA) 。同时,采用多种统计分析方法,探究不同体重组猫科动物之间的差异。

研究结果丰富且有趣。在微生物组成和相对丰度方面,研究发现,在门水平上,动物园猫科动物的肠道微生物群主要由厚壁菌门(Firmicutes,61.7%)、放线菌门(Actinobacteria,16.4%)和梭杆菌门(Fusobacteria,12.5%)组成;在属水平上,最丰富的属是狭义梭菌属 1(Clostridium sensu stricto 1,15.9%),其次是柯林斯菌属(Collinsella,15.7%)。不过,个体之间存在较大差异。

体重对微生物参数也有一定影响。在门和属水平上,虽然两组猫科动物粪便微生物群的相对丰度没有显著差异,且经过错误发现率校正(FDR - BH correction)后,α 多样性指数在体重组之间也没有显著差异,但 β 多样性分析显示,体重影响了整体微生物结构。小型猫科动物的粪便微生物群聚集更紧密,与大型猫科动物有明显区别。

在粪便微生物产物方面,研究人员发现,总短链脂肪酸(SCFA)和支链脂肪酸(BCFA)不受体重影响,但小型猫科动物的乙酸盐比例显著高于大型猫科动物,戊酸盐比例在不同体重组之间也存在显著差异。而挥发性有机化合物在个体间差异较大,不同体重组之间没有显著差异。

研究还探索了粪便微生物群与生理指标之间的关系。结果显示,乙酸盐与狭义梭菌属 13(Clostridium sensu stricto 13)和嗜胨菌属(Peptoniphilus)呈显著正相关;粪便干物质(DM)与嗜冷杆菌属(Psychrobacter)呈正相关;对甲酚与链形球属(Catenisphaera)呈正相关;总 BCFA 与拟杆菌属(Bacteroides)呈正相关。此外,丙酸与狭义梭菌属 13 呈显著负相关,丁酸与消化链球菌属(Peptostreptococcus)呈负相关。

在讨论部分,研究人员指出,虽然地理环境和饮食通常会影响肠道微生物群,但本研究中这些因素的影响已被最小化。研究结果表明,猫科动物体重与肠道微生物群和发酵之间的关系,可能更多地受到生态因素的影响,而非体重本身。小型猫科动物较高的乙酸盐比例,可能与它们更高的单位体重能量需求有关。此外,现有研究大多基于人类和模式动物,对于肉食动物肠道微生物群健康的评估标准可能需要重新考虑。同时,研究也存在一些局限性,如体重估计基于野生猫科动物、样本量有限、饮食可能是混杂因素以及未考虑性别对饮食摄入的影响等。

总的来说,这项研究意义重大。它揭示了猫科动物体重与肠道微生物群组成和发酵产物之间的潜在关联,强调了根据不同体型猫科动物的消化能力和营养需求制定个性化饮食的重要性。这不仅为动物园猫科动物的饲养管理提供了科学依据,也为进一步研究肉食动物的消化生理和肠道微生物群健康奠定了基础,推动了该领域的发展,让人们对猫科动物的健康饲养有了更深入的认识。

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