田鼠：应对气候变化，“我”有肠道微生物！
近年来，气候变化是全球关注的热点话题。动物对气候变化十分敏感，为了延续繁衍和生存，动物们使出浑身解数，来适应快速变化的气候和环境。比如，动物可通过体温调节、行为调节等适应炎热的天气。最近，中国科学院动物研究所张知彬研究员及其合作团队发现，肠道微生物可以帮助动物宿主适应气候变化。
肠道微生物数量种类繁多，其含有的基因数量往往大于宿主自身的基因数目，在宿主营养吸收、生长发育、能量代谢、免疫和行为调节等方面发挥了关键作用。研究表明，许多因素可以影响动物肠道微生物的群落组成，如遗传、年龄、行为、食物、疾病等。食物往往是影响肠道微生物的最重要的因素之一。
不同的食物组成，需要不同的肠道微生物来分解、消化，为宿主提供营养物质。气候变化往往通过温度、降水的变化影响植物的生长，改变动物的食物组成和结构，继而对动物种群产生影响。然而，在这个过程中，肠道微生物是如何帮助动物宿主应对这种气候变化所导致的食物变化呢？
中国科学院动物研究所张知彬研究员、李国梁博士及其合作团队在内蒙古锡林浩特市的毛登牧场建立了大型的实验围栏，开展了人工增雨对布氏田鼠种群及其食物、肠道微生物影响的研究。研究发现，人工增雨后，田鼠喜食的羊草在植物群落和食谱中的比例显著增加。这些植物组成的变化又进一步影响了肠道微生物群落组成的变化，并促进了布氏田鼠的体重生长和种群密度增加。
图1 大型围栏实验及人工降雨
这些肠道微生物究竟是如何助力布氏田鼠应对变化的食物组成呢？为此，张知彬研究员、李国梁博士及其合作团队在室内开展了功能验证实验。
首先，他们根据野外围栏中不同降雨处理组内田鼠的食谱组成，配置不同成分的人工饲料，分别在室内饲喂幼鼠，观察其肠道微生物组成、功能及体重生长变化。结果表明，羊草及其所富含的果糖和低聚果糖成分，可显著改善肠道微生物群落，增加了霍氏真杆菌的相对丰度，促进了L-组氨酸和短链脂肪酸的合成，从而增加了布氏田鼠的体重生长。室内粪菌移植实验也验证了肠道菌群改变是引起体重增加的主要因素。
图2 不同人工食谱饲料对布氏田鼠肠道微生物组成的影响
该研究说明，肠道微生物可以有效帮助动物宿主应对因气候变化所导致的食物组成变化；在适宜的气候条件下，肠道微生物可促进动物宿主种群快速增加。该研究揭示了肠道微生物在动物种群动态中可发挥重要的调节作用，为今后鼠害预警和防控提供了新的途径和方法。
首发：中科院之声
来源：中科院动物研究所 农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室
原文作者：李国梁
