首揭野生地中海僧海豹肠道微生物组特征:濒危物种健康与生态保护的新视角

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Discover Life

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  本研究针对濒危物种地中海僧海豹(Monachus monachus)肠道微生物组数据缺失的问题,首次通过16S rRNA基因测序(Oxford Nanopore Technologies)分析希腊爱奥尼亚海两个岛屿的野生个体粪便样本,揭示其以Clostridiaceae和Enterobacteriaceae为主的菌群差异,为理解宿主-微生物互作、濒危物种健康评估及海洋生态保护提供关键基线数据。

  

地中海僧海豹(Monachus monachus)作为全球最濒危的海洋哺乳动物之一,其生存状况直接反映海洋生态健康。尽管IUCN将其保护等级从“极危”调整为“易危”,但全球仅存800-1000只个体仍面临栖息地退化、渔业误捕等威胁。更棘手的是,学界对其生理生态关键因素——肠道微生物组的认知几乎空白。这种“隐形器官”通过营养代谢、免疫调节等功能深刻影响宿主健康,而人类活动导致的海洋污染可能进一步扰乱其菌群平衡。如何解码这一濒危物种的微生物特征,成为平衡保护与科研的紧迫课题。

来自意大利福贾大学的研究团队在《Discover Life》发表突破性成果,首次描绘野生地中海僧海豹肠道微生物组图谱。研究采用非侵入性采样策略,于2024年夏季从希腊爱奥尼亚海的帕克索斯岛(Paxos)和奥索尼岛(Othoni)洞穴中获取两份新鲜粪便样本,通过形态学特征(直径40 cm、强烈鱼腥味)及栖息地排他性确认物种来源。利用Oxford Nanopore Technologies平台进行全长16S rRNA基因测序(27F/1492R引物),经EPI2ME Lab平台进行生物信息学分析(QScore>10,Blast E值0.01,97%准确度),最终获得17,963-48,716条有效序列。

结果部分揭示三大发现

  1. 菌群结构差异显著:S1样本(帕克索斯岛)以厚壁菌门(Bacillota,48.26%)和变形菌门(Pseudomonadota,50.19%)为主,优势菌为艰难梭菌(Clostridioides difficile)和大肠杆菌(Escherichia coli);S2样本(奥索尼岛)则呈现更高变形菌门比例(70.54%),且携带更丰富的克雷伯菌属(Klebsiella sp.)多样性,包括肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)等7个亚种。
  2. 潜在健康警示信号:S1中致病菌如产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)和鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)的检出,与S2中高丰度肠道共生菌(如拟杆菌门Bacteroidota)形成对比,可能反映个体健康状态差异或环境暴露压力。
  3. 地理与人为影响因素:奥索尼岛样本菌群多样性更高(735 OTUs vs 592 OTUs),推测与该岛更低人口密度(500人)和更少人为干扰相关,而帕克索斯岛(2500人居民)样本中耐药菌株的富集暗示沿海污染输入风险。

讨论部分强调三重意义

  1. 填补关键知识空白:相较于康复期个体的既往研究(Shigella/Lactobacillus主导),野生样本首次揭示Clostridiales的自然定植模式,支持其作为海豹核心菌群假说。
  2. 生态保护新维度:菌群差异可能反映栖息地环境质量,如Enterobacteriaceae的过度增殖与污水排放存在潜在关联,为制定海岸带管理政策提供微生物学依据。
  3. 技术方法创新性:采用便携式GridION测序仪实现野外实时分析,克服传统实验室依赖,为偏远地区濒危物种研究建立新范式。

该研究也存在样本量有限(n=2)、个体年龄/性别未验证等局限,但为后续大尺度菌群监测奠定方法学基础。作者建议结合分子标记(如线粒体DNA)完善个体信息,并扩大采样覆盖地中海不同海域。这项“微生物罗盘”研究不仅照亮了濒危物种保护的未知水域,更警示人类活动对海洋“微生态”的深远影响——每一个细菌的波动,都可能是生态系统失衡的早期信号。

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