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科研进展

我室研究生发表石山叶猴系列研究成果

发布时间:2023-09-08 作者: 浏览次数:10

  野生动物对栖息地破碎化的响应机制是动物行为学、生态学和保护生物学的前沿热点问题。动物对栖息地的响应及适应能力与物种存活密切相关。目前,研究者主要从行为生态的角度探讨了野生动物对栖息地改变的响应和适应机制。然而,单纯的行为数据并不能完整反映动物对栖息地破碎化的响应。肠道菌群通过自身功能调控,“过滤”宿主环境,改变环境对宿主的选择压力,从而影响宿主表型及其对环境变化的适应性。对野生动物肠道菌群的研究有助于我们理解物种进化与环境的互作方式;研究动物肠道菌群的时空变化,能从更深层次来理解物种对环境变化的响应。黑叶猴和白头叶猴为我国一级重点保护野生动物,被世界自然保护联盟(IUCN)列为濒危和极度濒危物种。目前,我们对不同栖息地中黑叶猴和白头叶猴的肠道菌群的结构和功能还不清楚,阻碍我们深入理解该物种对栖息地破碎化的响应和适应规律,这对野生种群的种群保护非常不利。

  为了多维度探讨石山叶猴对栖息地破碎化的响应和适应机制,我室黄中豪教授课题组对黑叶猴和白头叶猴进行了研究,从行为和生理生态学的角度探讨石山灵长类对栖息地变化的适应策略。结果表明,厚壁菌门和拟杆菌门是黑叶猴肠道菌群的优势菌门;5个优势菌门没有显著的季节性差异,表现出高度的稳定性。此外,降雨量和最小湿度是影响黑叶猴肠道菌群的重要因素,但两个生态因素对黑叶猴肠道菌群变化的解释度不高。黑叶猴的活动时间分配和甲状腺激素水平没有显著的季节性差异,表明黑叶猴不通过调节活动时间分配或减少代谢水平对食物资源的季节性变化做出反应。黑叶猴的肠道菌群特征为理解该物种对石山森林的适应提供了新的途径。此外,通过对比野生和笼养黑叶猴肠道菌群的差异,发现笼养黑叶猴肠道菌群中的厚壁菌门相对丰度下降,而拟杆菌门相对丰度上升;两个猴群肠道菌群的多样性差异显著。笼养猴群与野生猴群食物组成的不同可能是造成其肠道菌群差异的主要原因。黑叶猴的肠道菌群特征为理解该物种对石山森林的适应提供了新的途径。

  研究结果还表明,白头叶猴的肠道菌群存在显著的季节性差异。雨季时猴群肠道菌群的多样性和拟杆菌门的相对丰度高于旱季,而厚壁菌门的相对丰度低于旱季。白头叶猴肠道菌群的群落组装过程在旱季受确定性过程的影响大于雨季。结果表明白头叶猴肠道菌群的季节性变化是对其栖息地植物物候转变的响应,表明肠道菌群的季节性变化对白头叶猴适应独特的石山生境具有重要意义。此外,白头叶猴肠道菌群存在显著的地域差异,主要表现为较高破碎化程度栖息地中猴群肠道菌群的多样性较低,且其厚壁菌门相对丰度较高。研究结果阐明了白头叶猴肠道菌群在动物应对栖息地破碎化过程中的指示意义。行为生态学研究结果表明,白头叶猴在夜间频繁醒来并移动。白头叶猴夜晚睡眠时会形成睡眠簇,在寒冷季节会形成到更大的睡眠簇。猴群的睡眠行为受生态因素的影响,包括降雨、日长、温度、相对湿度和食物可利用性等。白头叶猴的夜间行为支持捕食者回避和温度调节假说。

  上述成果先后在Microbiology Spectrum(中科院1区Top,JCR Q2区)、Frontiers in Microbiology(中科院2区Top, JCR Q2区)、Frontiers in Ecology and Evolution(中科院2区,JCR Q2区)和Global Ecology and Conservation(中科院2区,JCR Q1区)上发表。2021级生态学研究生刘红影、覃富兵、2022级生态学研究生莫凤祥、2022级生物学研究生陈言琼、赖影分别为第一作者,黄中豪教授为通讯作者。上述研究得到国家自然科学基金和广西自然科学基金的资助。

  论文及补充数据链接如下:

  (1) Liu H, Li Y, Liang J, Nong D, Li Y, Huang Z. 2023. Evaluation of gut microbiota stability and flexibility as a response to seasonal variation in the wild François’ langurs (Trachypithecus francoisi) in limestone forest. Microbiology Spectrum,11(4): e05091-22. https://doi.org/10.1128/spectrum.05091-22

  (2) Mo F, Li Y, Liu Z, Zheng J, Huang Z. 2023. Captivity restructures the gut microbiota of François’ langurs (Trachypithecus francoisi). Frontiers in Microbiology, 14: 1166688. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1166688

  (3) Lai Y, Chen Y, Zheng J, Liu Z, Nong D, Liang J, Li Y, Huang Z. 2023. Gut microbiota of white-headed black langurs (Trachypithecus leucocephalus) in responses to habitat fragmentation. Frontiers in Microbiology, 14: 1126257. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1126257

  (4) Chen Y, Lai Y, Zheng J, Liu Z, Nong D, Liang J, Li Y, Huang Z. 2023. Seasonal variations in the gut microbiota of white-headed black langur (Trachypithecus leucocephalus) in a limestone forest in Southwest Guangxi, China. Frontiers in Ecology and Evolution, 11: 1126243. https://doi.org/10.3389/fevo.2023.1126243

  (5) Qin F, Zhou L, Nong D, Liang J, Li Y, Zhang K, Huang Z. 2023. Nighttime behaviors of white-headed langurs (Trachypithecus leucocephalus): The role of predation avoidance and thermoregulation. Global Ecology and Conservation, 46: e02545. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2023.e02545


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