作者:徐锐 来源: 中国科学报 发布时间:2021-12-9
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河马粪便改造池塘

 

当河马在水塘里排泄后,随之排出的肠道细菌会进入水中,形成一个小型微生物库。图片来源:TONY HEALD/MINDEN PICTURES

从营养摄入到患自闭症,生活在肠道中的细菌影响着人体的方方面面。

然而,在一项近日发表于《科学报告》的研究中,生态学家指出,这些体内微生物也可以“逃”出体外并影响外部环境。这一点至少在河马那里得到了验证。

这项对非洲河马的新研究发现,河马的粪便进入长期生活的池塘后,会有效创造一个池塘大小的“微生物群”,同时河马之间也会共享这些肠道细菌。

这些微生物群落还可以改变水的化学性质——当季节性洪水将河马的排泄物冲至下游时,后者会导致大量鱼类死亡。而如果这些微生物被其他河马吞食,则可能有助于消化和抵抗疾病。

“河马通过与粪便相关的微生物群塑造周围环境。”未参与该研究的美国华盛顿大学生态学家Robert Naiman说,其他生活在池塘或缓慢流动溪流中的生物,如短吻鳄,也可能有类似行为。

“一旦生态学家开始更广泛地研究,他们可能会发现这一过程比以前认为的更具普遍意义。”Naiman说。

领导该研究的佛罗里达大学生态学家Christopher Dutton和同事,收集了流经肯尼亚和坦桑尼亚的马拉河附近河马栖息地的水体。

在旱季,其中的一些池塘有冰球场大小,足以容纳几头甚至几十头河马。研究小组对河马粪便和池塘中的RNA进行了测序。他们选择了流量适中、流量较低或无流量的池塘,以评估排泄物浓度对环境的影响。

研究人员发现,越是处于静止的池水,其中存活的河马肠道微生物就越多。科学家说,这就像是一个微生物库,其中一头河马的微生物很容易传播给其他河马,这可能有助于提高池塘中所有河马的消化能力和免疫防御能力。但这些微生物中可能也有更多的病原体。

此外,无流量的池塘水中几乎不含氧气,而氧气越少,肠道微生物的表现就越好。实验室测试表明,这些微生物本身进一步改变了水中的化学成分,形成了一个更加强大的“肠道”微生物库,也就是一个高毒性的池塘。当季节性洪水冲入池塘后,这些水流便会杀死下游的鱼和其他生物。

有专家指出,下一步应该研究池沼中的微生物是否对河马健康产生了影响。如果是这样的话,这一发现可能会对搞清来自河马和池塘的两个微生物群落发生碰撞时,环境如何变化具有重要意义。(徐锐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41598-021-02349-1

《中国科学报》 (2021-12-09 第2版 国际)
 
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