环境与饮食共同塑造果蝇地理特异性微生物群组成：温度、季节与分解状态的综合影响

本综述系统阐述了野生黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）微生物群组成的地理变异机制，揭示环境温度（而非纬度）是微生物群变异的最稳定预测因子，并证实饮食类型（如苹果vs堆肥）与分解状态通过调控乳酸菌（LAB）和醋酸菌（AAB）的相对丰度，驱动微生物群-宿主表型共分化，为理解微生物群介导的宿主局部适应与进化提供了关键生态与进化视角。

　　

ABSTRACT

地理和环境变异在动物微生物群中可直接关联到宿主的进化与野生适应力，但其潜在模式难以解释。本研究旨在更好地理解黑腹果蝇微生物群组成的野生变异。首先，环境温度比纬度更一致地预测了果蝇微生物群落的地理变异。野生果蝇与其饮食的微生物群也存在差异，支持了果蝇微生物群不仅仅是饮食反映的结论。取食不同饮食的果蝇其微生物群组成显著不同，从单个苹果中采集的果蝇尤其缺乏乳酸菌（LAB），而这是野生和实验室果蝇中的主要细菌类群。但从其他水果或堆肥堆中采集的果蝇携带显著更多的LAB。后续分析显示，果蝇中LAB的丰度独特地响应水果分解，而其他微生物群成员更能指示时间季节性进程。最后，我们表明果蝇微生物群的饮食依赖性变异与在单一果园收集的果蝇品系的表型分化相关。这些最新发现连接了果蝇饮食历史、微生物群组成和遗传变异在相对较小（单一果园）景观中的共变，强化了环境依赖性微生物群组成变异在模型动物宿主的局部适应和基因组分化中可扮演的关键角色。

IMPORTANCE

动物微生物群落影响其宿主的进化与野生适应力，但预测和解释微生物群在野生动物中如何变异是困难的。本文描述了野生黑腹果蝇的微生物群组成可由温度、湿度、地理距离、饮食分解和饮食类型决定。我们展示了这些微生物群变异的决定因素如何有助于解释果蝇中乳酸菌（LAB）的丰度，包括LAB在一些先前研究中的罕见性。最后，我们表明野生果蝇表型与其饮食和微生物群组成分离，阐明了微生物群与宿主进化之间的联系。这些发现共同有助于解释微生物群组成的变异如何塑造动物的生活史。

INTRODUCTION

动物相关微生物（“微生物群”）可深刻影响其宿主的行为、生理和进化。野生动物中微生物的类型和丰度，尤其是那些被水平获得的多物种群落定植的动物，通常因饮食、时间和空间等诸多因素而剧烈变化。由于微生物的类型和丰度可决定特定的宿主性状，这些微生物群落组成的变化可影响其宿主的适应。本研究通过研究果蝇黑腹果蝇的微生物群，旨在更好地理解野生动物微生物群组成变异的原因，该宿主拥有相对低多样性和低丰度的微生物群落，是理解微生物群落组装模式、微生物-微生物相互作用以及宿主-微生物相互作用（包括在野生环境中）的模型。与许多其他具有水平获得肠道微生物群的动物一样，黑腹果蝇的微生物群组成由饮食、宿主和群落的其他成员驱动。在野外或实验室，单个果蝇通常携带来自少于100个物种的数十万个细菌细胞，其中大部分集中在少于10个高丰度物种中。果蝇通常以醋酸菌（AAB）、乳酸菌（LAB）或肠杆菌目细菌为主，这些微生物的类型和丰度通常受与影响哺乳动物肠道微生物群相同的因素影响：饮食、宿主基因型和个体性，包括在同一容器中饲养的果蝇的 vial 效应。在实验室中，醋杆菌属、Levilactobacillus属和Lactiplantibacillus属的成员通常被用作果蝇中的代表性分离株。对这些属及其他属细菌的研究表明，一些（但非所有）细菌菌株在果蝇内持续定植的时间长于饮食通过肠道的整体通过时间，并且对于一些这些持续定植的细菌存在特定的前肠生态位。此外，果蝇中的微生物类型和丰度与其饮食中的不同，显著受宿主遗传选择和微生物-微生物相互作用的强烈影响，并且通常最好由中性群落组装规则定义，表明生态漂变和被动扩散的强大作用。最后，LAB可对其宿主具有独特的关键作用，包括通过提供支链氨基酸和其他分子来对抗营养不良，通过信号传导和肠道酸化调节免疫保护，为微生物组的其他成员建立定植兼容的环境，以及向宿主发送嗅觉引导的信号以决定觅食决策。因此，大量工作已确立了微生物群落结构的关键驱动因素以及某些成员如何塑造宿主性状和生活史。

果蝇黑腹果蝇是研究地理变异和微生物群的既定模型。黑腹果蝇的地理生活史可能是地球上任何动物中研究最广泛的，有数百项研究记录了候选基因等位基因频率的纬度渐变群以及适合度相关性状和基因组分化模式。美国东部的黑腹果蝇种群在不同纬度和季节之间显示出清晰的基因组和表型分化。黑腹果蝇的微生物群组成在这些地理和季节渐变群中也各不相同，并可深刻影响其宿主的生活史性状和进化。最近两项针对美国东部野生果蝇微生物群的研究均报告了微生物群组成的显著地理变异，但两项研究之间存在一些相互矛盾的发现。在一项研究中，我们报告了许多采样果蝇中存在大量LAB以及AAB:LAB比率的纬度梯度，并表明这种模式揭示了微生物丰度、这些微生物对宿主性状的影响以及采样地点自然采用的宿主性状之间的一致性。另一项研究在更多地点进行了深度采样，发现任何样本中基本上没有LAB，并且几乎没有证据表明宿主内或宿主间微生物群组成存在纬度渐变群。作者得出结论，微生物群组成的变异主要由中性过程和严格的宿主过滤决定。此外，根据LAB在某些而非所有野生果蝇采样中罕见的证据，作者提出LAB可能更可能定植实验室而非野生果蝇。这些不同的发现表明我们对决定野生果蝇微生物群组成的因素的理解存在差距。

为了更好地理解采样地点与黑腹果蝇微生物群组成之间的关系，我们提出了四个主要问题：（i）先前观察到的微生物群组成的纬度模式能否在野生果蝇的新采样中观察到？（ii）野生果蝇的微生物群与其野生饮食之间的关系是什么？（iii）为什么LAB在某些而非所有野生黑腹果蝇采样中容易回收？（iv）野生果蝇微生物群组成的变异如何与其生活史相关？我们通过比较先前和新的野生黑腹果蝇采集的测序结果，测量在不同环境条件下或不同饮食上饲养的野生和实验室果蝇种群的微生物群组成，并实验剖析时间和饮食分解对微生物群组成的贡献来解决这些问题。我们还测量了野生捕获、实验室饲养的果蝇种群的一个关键生活史性状。这些结果共同提供了证据，表明特定的环境条件比纬度更能预测微生物群组成的模式，饮食影响但不一定播种野生果蝇微生物群，并且果蝇表型可以与野生果蝇的饮食分离。

RESULTS

地理特异性黑腹果蝇微生物群组成与环境温度相关

我们重新分析了先前发布的美国东部果蝇的两个采样，并将其与新采集样本的结果进行比较，以更好地理解其不同结果的原因。先前的研究包括2009年（来自苹果和桃子）和2018年（来自葡萄和图1D [来自苹果]）采集的样本。我们增加了两个额外的采样，一个在美国东部（2021年，来自苹果），一个在美国犹他州（2020年，来自桃子）。每个美国东部采集都包括与其他研究共享的一些地点。新采样中最丰富的属反映了先前的研究，包括果蝇以AAB为主，在某些样本中有大量的肠杆菌或LAB。微生物群组成与纬度关系的Mantel检验重现了先前的结论，显示2009年而非2018年的微生物群组成与纬度距离显著共变。与2009年一样，新采样的微生物群组成与纬度共变。我们通过测试环境条件是否有助于解释来自不同地点的微生物群组成变异来协调不同研究的结果。在我们测试的41个变量中，所有五个地点的微生物群仅与一个因素——日最高温度——显著共变，表明温度可能是野生果蝇微生物群变异的主要决定因素。这一结论反映了一项先前检查欧洲果蝇采样的研究，尽管它比较了较少数量的环境变量。在大多数这些采样中，日最高温度和纬度并不显著相关，表明温度不仅仅是纬度的替代指标。

黑腹果蝇微生物群并非其饮食微生物群的复制

为了进一步展示环境如何决定果蝇微生物群，我们比较了具有总（常驻+ transient）或仅常驻微生物群的果蝇、邻近水果和土壤之间的微生物群。我们将常驻微生物群定义为果蝇在空果蝇管中饥饿>2小时后存在的微生物，允许足够的时间让饮食的 bulk flow 通过果蝇。微生物群组成随样本类型（果蝇[总或常驻]、水果或土壤）和它们被采样的果园的不同而显著变化。水果和具有总或仅常驻微生物群的果蝇之间的群落差异相当，并且都与土壤不同。超过85%的所有测序读数被分配给水果和果蝇之间共享的<20%的扩增子序列变异（ASVs）。其中，Commensalibacter、Lactobacillus、Enterococcus以及无法在Pasteurellales水平以下分配的读数在果蝇中的丰度均显著高于饮食。其他细菌菌株在饮食中的丰度高于果蝇，共同识别了果蝇微生物群与其饮食之间的差异，并将来自不同属的细菌分类为果蝇偏好或饮食偏好。没有细菌属在总微生物群或仅常驻微生物群果蝇之间存在差异丰度。当我们使用Sloan中性模型比较果蝇及其饮食的微生物群时，我们发现更好的证据支持果蝇微生物群是从其他果蝇而非饮食中中性组装的，因为当采样来源是其他果蝇而非饮食时，中性模型Akaike信息准则（AIC）得分最低。这一结果表明果蝇的微生物群不仅仅是饮食的反映，而是其他确定性因素，可能包括上面确定的温度和湿度，导致了微生物群组成的变异。这些发现共同表明野生果蝇及其环境（包括饮食）的微生物群是不同的。它们也有助于反驳果蝇微生物群仅仅是饮食采样的观点，这一反驳先前已得到充分支持。

尽管果蝇微生物群不是其饮食的复制，但饮食仍然可以影响果蝇的微生物群组成。事实上，在三个我们发现此类堆的地点从堆肥中收集的果蝇的常驻微生物群组成与从落苹果中收集的果蝇的常驻微生物群组成不同。在这些地点丰度不同的两个属都是LAB的成员：Leuconostoc和Weissella。这些发现表明同一果园中果蝇的微生物群组成存在饮食依赖性变异，并表明从苹果中采样的果蝇携带丰富LAB的可能性较低，与专门从苹果采样的果蝇中分配给乳杆菌目的读数比例（1.4%或4.8%）相比，从桃子或堆肥采样时该比例为8.0%–8.1%。后一发现可能有助于解释为什么最近的果蝇采集（均来自苹果）检测到很少的LAB。然而，由于堆肥堆有许多不同类型的分解材料而不仅仅是苹果，尚不清楚果蝇微生物群组成的差异是来自基质还是其分解状态。

野生饮食决定黑腹果蝇微生物群组成的差异

为了跟进饮食在塑造果蝇微生物群组成中的作用，尤其是LAB的丰度，我们比较了从单一果园中不同野生饮食中单独采样的果蝇的微生物群组成。当从单一果园中的苹果、桃子和梨品种中单独采样时，果蝇的微生物群显著变化。然而，在任何分类水平上没有细菌组通过微生物组组成分析（ANCOM）显著性阈值，阻止我们将群落水平变异归因于特定分类群。我们采用了一种更受控的方法，表明在无菌条件下用12种不同细菌物种饲养的实验室果蝇的微生物群组成随它们被饲养的水果类型而显著变化。四个物种在饲养于不同水果的果蝇中丰度显著不同：Levilactobacillus brevis、Weissella paramesenteroides、Gluconobacter cerinus和Pantoea sp. JGM106。L. brevis在桃子、梨和橙子中特别普遍，并且LAB在我们的野生采样中的非苹果样本中也倾向于具有更高的平均丰度，例如LAB代表总采样群落的20.1%。此外，苹果的平均AAB丰度高于任何其他样本，与在美国东海岸从苹果采样的果蝇中LAB相对丰度低于我们在美国犹他州从桃子采样的观察结果一致。这些发现揭示了黑腹果蝇微生物群在野外和实验室都随饮食而变化，包括用相同的起始微生物组饲养的果蝇。

野生果蝇微生物群的种群动态随时间和野生果蝇饮食的分解而 distinct

接下来，我们研究了时间和饮食分解如何塑造野生果蝇的微生物群组成，尤其是它们的LAB丰度，方法是从处于不同分解状态的水果堆中捕获果蝇。我们每两周建立新的桃子和苹果堆，并从各个堆中每周两次采样果蝇的常驻微生物群进行测序。果蝇的微生物群随它们被采样的水果类型和时间的不同而显著变化。此外，当在遥远时间采样时，微生物群落彼此更加不同。转向单个分类群，Gluconacetobacter、Leuconostoc以及无法在肠杆菌科以下分配的读数随时间显著变化，并且每个都与时间显著相关。没有属在仅从苹果采样的果蝇中显著变化，但从桃子采样的果蝇中Gluconacetobacter和Lactobacillus读数随时间显著变化。

然后，我们测试了当时间相对于堆的“建立时间”而非日历日期定义时，饮食分解是否塑造了微生物群组成。建立时间对微生物群组成有显著影响，但与建立时间没有相关性。此外，与日历日期共变的Gluconacetobacter（桃子和苹果）和Enterobacteriaceae读数不与堆的建立时间共变。相反，桃子和苹果中Leuconostoc的丰度以及仅桃子中Lactobacillus的丰度随建立时间的变化比日历日期更显著。这些发现共同表明，果蝇中丰度变化的大多数属的相对丰度随时间共变，但在不同采样中变化的两个LAB种群对堆的建立时间或其分解的反应比日历日期更敏感。当单独考虑苹果时这些模式的缺失与我们先前观察到的LAB在以苹果为食的果蝇中贫乏一致，并表明某些饮食与我们在此记录的季节性模式不兼容。这些实验共同揭示了果蝇中LAB丰度的变异是复杂的，并至少部分由时间、饮食分解和微生物与果蝇饮食的兼容性之间的相互作用决定。

饮食决定单一果园中黑腹果蝇微生物群依赖性遗传分层

最后，我们测试了微生物群组成的饮食依赖性变异是否与野生环境中果蝇生活史的变异相关。我们推断，由于微生物群是选择的媒介，可以驱动其宿主的适应，来自具有不同微生物群组成饮食的果蝇可能在表型上分离。当我们测量在实验室无菌和细菌-free条件下饲养的野生捕获的等雌系的成虫发育时间时，存在饮食来源和饲养条件的显著、非互作效应。表型模式是，在更富含LAB的条件（堆肥堆）中的果蝇比从LAB贫乏的苹果条件中采样的果蝇在果园内多个地点更快地发育到生殖成熟。这些发现共同支持了饮食依赖性微生物群组成与从野外采样的两个不同果蝇种群的基因型分化相关的结论。

DISCUSSION

我们在此旨在定义野生果蝇微生物群组成的模式并调和相互矛盾的先前分析之间的差异。我们发现，通过考虑温度而非纬度，可以更一致地解释微生物群组成的纬度分化。实验室的后续实验证实，温度以及在较小程度上光周期影响微生物群组成（湿度的作用先前已被证明）。此外，我们提供的证据表明，即使果蝇的微生物群不是其饮食的直接反映，果蝇饮食的类型和分解影响果蝇微生物群的不同成员。虽然AAB在各种饮食中普遍且丰富，但LAB在从苹果和葡萄采样的果蝇中贫乏（0.5%–4.8%相对丰度），但在我们包括非苹果基质作为饮食的分析中具有更高的相对丰度（5.6%–31.4%）。这些因素共同有助于解释野生捕获果蝇微生物群组成的各种差异，并表明许多因素，其中大多数随时间和空间异步变化，有助于决定微生物群组成的变异。

饮食解释了在四个不同果蝇采样中观察到的微生物丰度的一些模式。LAB在从单个苹果和葡萄采样的果蝇中几乎不存在，但在从腐烂桃子采样或未明确从单个水果采样时丰富。我们没有分析在用葡萄饲养的无菌果蝇的微生物群，但用苹果饲养的无菌果蝇携带了我们采样的任何水果中最高比例的AAB，而用桃子饲养的果蝇携带相对较高的LAB负荷。野生采样表明葡萄像苹果一样支持相对较高的AAB负荷，并且最近东海岸果蝇样本中LAB的缺失可能是由从自然支持高水平AAB的水果中采样驱动的。如果从单个苹果或葡萄的采样（由作者定性评估为腐烂）比堆肥堆分解程度低，那么分解状态也可能导致这些差异。然而，这是事后无法确定的。尽管如此，饮食类型 alone 无法解释实验之间微生物群组成的差异，因为图1B的果蝇是从桃子和苹果中采样的，并且从桃子采样的果蝇具有相对于苹果样本中等的LAB丰度。如果高纬度采样来自更分解的水果（采样时未记录），它可能有助于解释为什么从高纬度苹果收集的果蝇比从低纬度桃子收集的果蝇有更多的LAB。除了包括实验室接种或从未记录饮食中采样果蝇的研究外，我们的数据总体表明5%–10%的范围是对野生果蝇中LAB相对丰度的良好估计。这个数字可能低估了总体LAB丰度；然而，由于此处报告的大多数样本使用了缺乏溶菌酶消化的DNA提取方案，我们在对微生物组分析的全细胞阳性对照进行测序时观察到革兰氏阳性菌株的计数低于预期（未发表数据）。由于影响在采样间应是一致的，这不应改变上述总体结论，但可能表明5%–10%是LAB丰度的下限而非上限。无论如何，这些发现表明，控制果蝇的饮食分解状态和饮食类型为微生物群组成的变异提供了背景，并且我们的方法突出了一种可以识别野生采样动物微生物群变异关键驱动因素的方法。

即使饮食及其分解状态导致野生果蝇微生物群组成变化，野生果蝇的微生物群组成与其在采集时邻近饮食的微生物群组成通常是不一致的。果蝇中最丰富的分类群通常在其饮食中检测到，反之亦然，但多种方法——比较ASV identity、模拟水果是否是果蝇微生物群的来源，以及直接比较样本类型之间的组成——都未能将这些ASVs的丰度在两个样本类型之间联系起来。果蝇和邻近水果微生物群之间的显著差异是Commensalibacter是果蝇中最丰富的ASV，而在饮食中基本上不存在。Lactobacillus和Enterococcus在果蝇中也丰富，但不在其饮食中。这些发现与大量工作一致，表明实验室和野生果蝇可以被特定的微生物组持续定植。目前尚不清楚果蝇或饮食特异性微生物的储存库是什么，以及每种微生物如何在果蝇之间或转移到新鲜饮食中传播，但很明显，丰富的果蝇微生物群ASVs不一定常见于其饮食中。果蝇偏好微生物在果蝇饮食中的低丰度和普遍性也表明果蝇之间的传播保真度。或者，果蝇可能从它们在被捕获时取食的饮食不同的饮食中获得其微生物；然而，在同一果园中取食不同饮食的果蝇微生物群不同的发现与这一预期不一致。由于果蝇微生物群是中性组装的并且具有优先效应，果蝇可能早期被饮食中不丰富的微生物定植，或者某些微生物擅长入侵已建立的群落。这些发现共同与先前的证明一致，即宿主和群落相互作用驱动肠道和外部果蝇环境中的微生物群组成。

除了宿主基因型和饮食外，非生物环境也塑造果蝇微生物群组成。虽然纬度不一致地预测微生物群组成，但从不同饮食或年份采样的果蝇的微生物群 individually 与影响微生物群组成的环境因素相关。温度是最一致的共变因素。升高的温度增加了果蝇中LAB的绝对和相对丰度，这与它们比AAB更高的最高生长温度一致。LAB对热的耐受性也可能解释了它们在堆肥堆中相对于单个落果的丰度升高。LAB在较暖温度下的高频率与我们先前发布的在高纬度果蝇中更丰富地检测到LAB的预期不一致，但可能可能由饮食分解状态的差异解释。最后，温度的相对较弱的相关系数表明微生物群变异的相当大部分仍然有待解释，可能至少部分来自我们在此描述的其他环境因素。其中一些可能与纬度嵌套，特别是在不同采样中纬度和温度彼此不相关的情况下。

温度、光周期、湿度、饮食类型和饮食分解状态在不同地理区域随季节异步变化，引发了关于季节变异在微生物群组成中作用的问题。最近的一项分析表明，户外中宇宙中果蝇的微生物群随季节进程而变化，包括从Acetobacter到Commensalibacter主导的夏到秋转变，以及Wautersiella（一个在我们的分析中不丰富的属）丰度的仲夏峰值。这些季节模式与饮食无关，因为果蝇在整个实验过程中被喂食相同的实验室饮食。我们尚未进行实验来确定微生物群组成与温度的强共变是反映还是引起微生物群的季节变化。我们注意到，黑腹果蝇季节进化的既定模式，以及追踪微生物群组成变异如何影响果蝇适应的能力，为未来研究季节变异、宿主局部适应和微生物群组成变异之间的关系提出了一个理想的框架。

此处提供的数据表明，果蝇进化史与饮食和饮食依赖性微生物群组成分离。我们解释说，即使在存在预期基因流的情况下，饮食和微生物群组成也为野生种群贡献了表型结构。无菌果蝇比无菌果蝇发育期的更广泛分化与先前的证明一致，即微生物群可以增强野生果蝇种群的表型方差，尽管我们的实验室实验可能低估了潜在方差，因为它们是用标准化饮食和微生物群进行的。宿主表型饮食依赖性分离的原因尚不清楚，但它们并非来自微生物群的遗传选择，这在某些种群中可能发生。相反，野生果蝇之间的表型差异可能由饮食、采样特异性驱动，或直接由宿主基因型介导，基于例如扩散、饮食或取食偏好性状的遗传决定因素。我们观察到，在野外以堆肥为食的果蝇（这促进了LAB丰度）比从苹果收集的果蝇具有更短的发育期，苹果饮食限制了LAB的普遍性和丰度。LAB丰度与发育性状之间的负相关关系令人惊讶，因为LAB通常在实验室实验中与其果蝇宿主的较长而非较短发育时间相关。对于发现暴露于更多LAB的果蝇发育时间更短，有几种可能的解释。LAB，尤其是Lactiplantibacillus plantarum，可以加速在营养不良条件下饲养的幼虫的发育期，相对于无菌果蝇，并且堆肥相对于营养丰富或有限的实验室饮食的饮食条件未知。此外，我们不能排除物种特异性效应，因为我们没有表征我们从收集的果蝇中细菌菌株的影响。第三种可能性是，暴露于更多LAB的果蝇处于补偿性进化选择之下，并进化出更快的宿主编程发育时间以在野外维持目标适合度表型。后一种想法表明宿主、饮食和微生物的相对长期分区，目前我们对此没有证据。户外中宇宙的季节选择实验，一种我们和其他人过去采用的方法，将为调查这种可能性提供一条途径。无论如何，我们在此表明具有不同果蝇微生物组的条件与模型宿主进化性状的变化相关。

我们的分析不关注普遍的胞内细菌Wolbachia，它操纵许多昆虫的繁殖、生理和生活史，包括果蝇。我们的大多数数据集在Wolbachia存在和缺失方面平衡性差，因此Wolbachia定植和Wolbachia-free样本之间的正式比较会因样本量小而混淆。然而，我们始终检查测序数据中的Wolbachia定植状态（±），在显著时将其报告为协变量，并在支持信息中在适当处包括Wolbachia定植和Wolbachia-free果蝇的比较。作为一个例外，图3A中的果蝇样本在Wolbachia状态方面平衡良好。其中，Wolbachia阳性果蝇比Wolbachia-free果蝇携带更多科水平Acetobacteraceae读数和在ASV水平上更多的Commensalibacter ASV。Commensalibacter和Wolbachia之间的正相关关系有些令人惊讶，因为一个姐妹属Acetobacter已被我们和其他人报道与Wolbachia丰度负相关。然而，这并非前所未有，鉴于先前证明的Wolbachia和Commensalibacter之间的相互作用影响果蝇的生活史。这些发现突出了Wolbachia作为果蝇微生物群一部分的重要性，并且最近使用户外围栏研究Wolbachia-果蝇-微生物群相互作用突出了在原生环境中这样做同时保持平衡统计设计的一种优雅方式。

总之，我们通过考虑多个潜在因素揭示了黑腹果蝇微生物群组成中的顺序。饮食类型和分解的变异有助于解释为什么LAB（实验室果蝇中通常占主导地位）在一些最近的果蝇微生物群调查中几乎不存在。LAB丰度的变化也可能对单一地点果蝇生活史模式的多样性产生影响。这些努力模拟了解释和理解微生物群组成地理变异及其与动物生活史联系的可能性。