田鼠：應對氣候變化，“我”有腸道微生物！

近年來，氣候變化是全球關注的熱點話題。動物對氣候變化十分敏感，為了延續(xù)繁衍和生存，動物們使出渾身解數，來適應快速變化的氣候和環(huán)境。比如，動物可通過體溫調節(jié)、行為調節(jié)等適應炎熱的天氣。最近，中國科學院動物研究所張知彬研究員及其合作團隊發(fā)現(xiàn)，腸道微生物可以幫助動物宿主適應氣候變化。

腸道微生物數量種類繁多，其含有的基因數量往往大于宿主自身的基因數目，在宿主營養(yǎng)吸收、生長發(fā)育、能量代謝、免疫和行為調節(jié)等方面發(fā)揮了關鍵作用。研究表明，許多因素可以影響動物腸道微生物的群落組成，如遺傳、年齡、行為、食物、疾病等。食物往往是影響腸道微生物的最重要的因素之一。

不同的食物組成，需要不同的腸道微生物來分解、消化，為宿主提供營養(yǎng)物質。氣候變化往往通過溫度、降水的變化影響植物的生長，改變動物的食物組成和結構，繼而對動物種群產生影響。然而，在這個過程中，腸道微生物是如何幫助動物宿主應對這種氣候變化所導致的食物變化呢？

中國科學院動物研究所張知彬研究員、李國梁博士及其合作團隊在內蒙古錫林浩特市的毛登牧場建立了大型的實驗圍欄，開展了人工增雨對布氏田鼠種群及其食物、腸道微生物影響的研究。研究發(fā)現(xiàn)，人工增雨后，田鼠喜食的羊草在植物群落和食譜中的比例顯著增加。這些植物組成的變化又進一步影響了腸道微生物群落組成的變化，并促進了布氏田鼠的體重生長和種群密度增加。

圖1 大型圍欄實驗及人工降雨

這些腸道微生物究竟是如何助力布氏田鼠應對變化的食物組成呢？為此，張知彬研究員、李國梁博士及其合作團隊在室內開展了功能驗證實驗。

首先，他們根據野外圍欄中不同降雨處理組內田鼠的食譜組成，配置不同成分的人工飼料，分別在室內飼喂幼鼠，觀察其腸道微生物組成、功能及體重生長變化。結果表明，羊草及其所富含的果糖和低聚果糖成分，可顯著改善腸道微生物群落，增加了霍氏真桿菌的相對豐度，促進了L-組氨酸和短鏈脂肪酸的合成，從而增加了布氏田鼠的體重生長。室內糞菌移植實驗也驗證了腸道菌群改變是引起體重增加的主要因素。

圖2 不同人工食譜飼料對布氏田鼠腸道微生物組成的影響

該研究說明，腸道微生物可以有效幫助動物宿主應對因氣候變化所導致的食物組成變化；在適宜的氣候條件下，腸道微生物可促進動物宿主種群快速增加。該研究揭示了腸道微生物在動物種群動態(tài)中可發(fā)揮重要的調節(jié)作用，為今后鼠害預警和防控提供了新的途徑和方法。

作者：李國梁