甘肅鼢鼠腸道菌群重塑機制：纖維素利用與高耗能挖掘行為的適應性研究

鼢鼠隸屬于嚙齒目（Rodentia）鼴形鼠科（Spalacidae）鼢鼠亞科（Myospalacinae），是一類終生地下生活的小型植食性哺乳動物，以地下3~20 cm深的根系為食，其挖掘活動對土壤和植物群落產生顯著影響。由于食性廣、適應性強，鼢鼠對林草生態造成嚴重危害，尤其在黃土高原地區，對所取食林木的致死率可達90%以上。鼢鼠洞道是典型的低氧、高二氧化碳特殊生境，食物資源匱乏且質量低下，因此它們具有泛化的食性，但又表現出明顯的食物偏好性。

甘肅鼢鼠（Eospalax cansus）是黃土高原退耕還林移民牽出區生態系統關鍵種，甘肅鼢鼠除了對常見的草本植物造成危害外，還對木本植物有著偏好性的取食行為。在寧夏六盤山退耕還林地區，甘肅鼢鼠對三大造林樹種樟子松、油松、云杉的危害率分別為43.5%、55.2%和10.1%。因此，研究鼢鼠對地下洞道的取食偏好及其地下高耗能挖掘活動的適應，有助于揭示地下嚙齒動物的生存策略。

                               鼢鼠危害對植被和土壤的影響示意圖

鼢鼠主要以植物根莖為食，這些植物根莖含有豐富卻難以消化的纖維素，主要依賴盲腸和結腸中的微生物對其進行分解代謝。鼢鼠憑借其獨特的微生物代謝策略，能夠有效地適應環境中復雜多樣的植物纖維素。

基于此，西北農林科技大學林學院、西部森林生物災害治理國家林業和草原局重點實驗室、中國科學院西北高原生物研究所中國科學院高原生物適應與進化重點實驗室、中國科學院大學和寧夏回族自治區森林病蟲防治檢疫總站的鄒璇、阿巴小洛、任世恩、胡詠琪、胡洋、何鑫、李岳誠、徐正剛、韓崇選和南小寧，選取甘肅鼢鼠喜食的、纖維素含量具有明顯差異的木本植物樟子松和草本植物苜蓿進行飼喂，通過對不同食物營養結構的鼢鼠腸道微生物群落結構和代謝物組成等進行比較分析，以揭示植物纖維利用與甘肅鼢鼠適應低營養生境、高耗能活動之間的聯系，以期有助于理解鼢鼠的代謝策略與營養需求之間的關系，還可為鼢鼠的生態防治提供理論依據。

他們的研究證實甘肅鼢鼠通過兼食木本植物根系，利用其不溶性纖維素重塑腸道菌群——特異性富集瘤胃球菌科、普雷沃氏菌科等纖維素分解菌，進而激活類固醇激素生物合成通路。該通路通過優化葡萄糖代謝與脂肪分解效率，顯著提升宿主能量利用率，支撐高能耗洞道挖掘行為，從而闡明甘肅鼢鼠對食物資源的利用及耐力運動的影響。

他們的研究結果還進一步揭示了甘肅鼢鼠在補充攝入纖維素后，其腸道代謝譜發生的顯著變化與腸道菌群的多樣性增加相關，尤其是固醇類代謝物在纖維素的影響下呈現出顯著增長，這與普雷沃氏菌科（Prevotellaceae sp.）緊密相關；其相關研究也表明，普雷沃氏菌在調節過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）信號通路中扮演重要角色，并且與短鏈脂肪酸特異性受體之間存在正相關關系。因此，他們確認腸道中普雷沃氏菌未知種可能是甘肅鼢鼠食物資源相對匱乏的地下生態環境中生存的關鍵因子之一。

他們又進一步的分析顯示，普雷沃氏菌未知種與鼢鼠體內的類固醇激素生物合成途徑、生物素代謝途徑等存在顯著相關性。這意味著普雷沃氏菌未知種在鼢鼠適應低營養生境、高耗能活動的過程中可能扮演了關鍵角色。

上述相關研究內容及其結果以題為“纖維素補充對甘肅鼢鼠腸道菌群及其代謝物的影響”的論文發表于《西北農業學報》2025年9期。

兩組甘肅鼢鼠腸道的菌群差異。圖片均由論文作者提供

文章相關信息：https://doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2025.09.015