两种树懒(Bradypus variegatus与Choloepus hoffmanni)肠道菌群差异与纤维降解能力的多组学解析

【字体: 时间:2025年06月08日 来源:Current Microbiology 2.3

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  研究人员针对树懒作为哺乳动物中消化最缓慢的类群(消化时长是其他草食动物的5-20倍),通过宏基因组学(metagenomics)、代谢条形码(metabarcoding)和纤维素降解实验,首次系统比较了Bradypus variegatus(代谢率更低)与Choloepus hoffmanni的微生物组组成及功能差异。研究发现:两物种均以细菌为主导(真菌仅占0.06-0.5%),但B. variegatus的放线菌门(Actinomycetota)更丰富,而C. hoffmanni以厚壁菌门(Bacillota)和拟杆菌门(Bacteroidota)为主;关键纤维降解菌(如Fibrobacter)和厌氧真菌Neocallimastigomycota含量极低,碳水化合物活性酶(CAZymes)匮乏,仅能降解3-30%摄入植物纤维。该研究揭示了树懒独特代谢模式与微生物组的适应性关联。

  

树懒堪称哺乳动物界的"消化马拉松选手",其食物分解耗时长达普通草食动物的5-20倍。为探究这种极端生理现象背后的微生物机制,科学家们对两种生态习性迥异的树懒——活动迟缓的Bradypus variegatus(代谢率更低)与相对活跃的Choloepus hoffmanni展开深度研究。

通过高通量宏基因组测序(metagenomics)和代谢条形码技术(metabarcoding),团队发现这两类树懒的肠道堪称"细菌王国"(真菌占比不足0.5%),但微生物组成存在微妙差异:C. hoffmanni肠道以厚壁菌门(Bacillota)和拟杆菌门(Bacteroidota)为主,而B. variegatus则富含放线菌门(Actinomycetota)。令人意外的是,传统草食动物肠道中的"纤维分解专家"——如Fibrobacter属细菌和厌氧真菌Neocallimastigomycota,在树懒肠道中几乎"缺席"。

功能分析显示,负责多糖分解的碳水化合物活性酶(CAZymes)在树懒肠道中"库存不足"。纤维素降解实验数据更直观:这些慢动作专家仅能分解3-30%摄入的植物材料,相当于"吃十份吐七份"。这项研究不仅解码了树懒"慢消化"背后的微生物密码,更揭示了代谢率、运动习性与微生物组功能间的精妙协同进化关系。

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