"原生土壤摄入重塑圈养ōōkārito几维鸟(Apteryx rowi)肠道菌群:濒危物种保护中的微生物干预新策略"

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Animal Microbiome 4.4

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  本研究针对濒危ōōkārito几维鸟(Apteryx rowi)圈养过程中肠道菌群失调问题,创新性地通过引入原生土壤作为益生菌补充剂,采用16S rRNA基因和ITS测序技术,首次揭示了该物种肠道微生物群落特征及土壤干预对Firmicutes等有益菌群的促进作用,为濒危鸟类保护提供了微生物组干预新思路。

  

在新西兰独特的生态系统中,几维鸟作为无翼鸟类的活化石正面临灭绝危机。Operation Nest Egg(ONE)等保护计划虽成功提升了种群数量,但圈养环境导致的微生物接触缺失引发了一系列健康隐患——从免疫发育缺陷到胃肠道疾病。更值得关注的是,这些"无菌"环境下长大的个体被放归野外后,其生存能力可能因微生物组发育不全而大打折扣。

来自新西兰的研究团队将目光投向了ōōkārito几维鸟(Apteryx rowi)这一极危物种。这些地栖性鸟类在自然环境中会通过啄食土壤获取微生物,而圈养环境却切断了这一重要接触途径。研究人员创新性地提出:能否通过补充原生土壤来重建其肠道菌群?这不仅是个科学问题,更蕴含着毛利文化中"whenua"(土地)与生物健康深刻联结的哲学思考。

研究采用多组学方法,对2020-2021年繁殖季通过ONE计划收集的41只雏鸟进行追踪。通过16S rRNA基因测序(靶向V4区)和ITS测序技术,比较了补充原生土壤组(n=12)与对照组(n=29)在孵化场、过渡期和饲养场三个阶段的微生物组差异。环境样本包括原生土壤(n=27)和圈养设施土壤(n=12)等对照。

主要技术路线:样本采集覆盖三个发育阶段,使用NucleoSpin? 96-Soil Kit进行DNA提取,Illumina MiSeq平台进行双端测序。生物信息学分析采用VSEARCH聚类OTU(97%相似度),RDP Classifier进行物种注释,通过phyloseq和vegan等R包进行多样性分析和统计学检验。

土壤改变肠道菌群组成但不影响多样性

数据显示:随着日龄增长,雏鸟肠道菌群中Firmicutes、Proteobacteria和Actinobacteria等优势菌门发生显著变化。特别值得注意的是,土壤干预组Firmicutes相对丰度呈现更快增长趋势(p=0.01),而Proteobacteria的变化模式与野生近缘种更为接近。α多样性虽随日龄增加,但组间无显著差异(p=0.59)。

原生土壤菌群贡献关键类群

SIMPER分析显示:土壤干预组富集Faecalibacterium等有益菌属,而对照组则以Escherichia/Shigella等机会致病菌为主。CLAMTEST鉴定出12个"处理组特化"细菌OTU和8个真菌OTU,包括与禽类健康正相关的Malassezia globosa。原生土壤β多样性显著高于圈养土壤(p=0.001),且与干预组肠道菌群重叠度更高。

健康指标与文化价值

虽然短期内体重增长无组间差异(7.39 vs 7.31 g/day),但研究首次证实了土壤干预的安全性。更重要的是,这种方法实现了科学保护与毛利文化中"土地-基因-健康"理念的完美融合,为Te Rūnaka o Makaawhio部落的守护实践提供了科学依据。

这项发表在《Animal Microbiome》的研究具有三重突破:首次描述ōōkārito几维鸟肠道微生物组特征;开创性地将原生土壤作为鸟类益生菌;建立了微生物组干预与文化保护相结合的新范式。尽管长期效益仍需追踪,但为濒危物种保护提供了"微生物视角"的创新解决方案——既填补了生理生态学认知空白,也重新定义了"原生环境"在保护生物学中的多维价值。

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