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圈养亚洲象肠道微生物群组成的发育:为期一年的分析

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为什么幼象的肚子很重要

对于亚洲象犊来说,在圈养环境中存活并非必然,许多犊象在断奶前就死亡。该研究关注一个出人意料但关键的因素:肠道内数万亿的微生物。通过按月跟踪犊象生命第一年的这些微小伙伴,研究者展示了饮食、母乳和与母象的密切接触如何共同塑造有利于生长与抵抗力的健康肠道群落。

Figure 1. 幼象肠道群落如何在生命第一年逐渐长得像母象的群落。
Figure 1. 幼象肠道群落如何在生命第一年逐渐长得像母象的群落。

幼象生命第一年中的变化

研究团队在泰国北部的旅游营地跟踪了五只圈养的亚洲象犊,研究期间它们均与母象同住并远离游客。研究人员在出生后不久采集了第一份称为胎粪的样本,然后每月采集新鲜粪便样本长达一年,并在犊象三个月时采集其母象的样本。通过DNA测序,科学家鉴定出存在的细菌及其它微生物,并观察随着犊象从全母乳饮食向草、叶和其它固体食物过渡时群落如何变化。

微生物多样性的起伏

新生犊象在胎粪中就展现出出人意料的丰富且均衡的微生物构成。在接下来的几个月里,这种丰富度下降,在三到六个月之间达到最低点。随后,不同微生物物种的数量和平衡再次上升,到大约十到十二个月时接近成年象的水平。群落相似性分析显示,肠道群落在生命的前六到八个月经历了快速重排,然后趋于更稳定的模式,更接近母象的肠道微生物群。

Figure 2. 随着犊象从母乳过渡到草料与粪便,肠道微生物逐步变化:增加利用纤维和产甲烷的菌群。
Figure 2. 随着犊象从母乳过渡到草料与粪便,肠道微生物逐步变化:增加利用纤维和产甲烷的菌群。

母乳、母象与第一次啃食植物

生命早期,偏好以乳糖为营养的微生物在犊象肠道中特别富集。这些菌群包括与人类婴儿中发现的类似群体,被认为得益于象乳中异常高含量的复杂糖类。大约在四到六个月时,当犊象开始尝试母象的粪便并啃食植物材料时,肠道群落再次发生变化。与分解顽固植物纤维相关的细菌变得更常见,一类产甲烷的微生物在七到八个月间短暂激增,随后在第一年末回落。在此期间,每只犊象的肠道群落与其亲生母象相比,比与其它成年雌象更为相似,这表明通过密切接触、哺乳和共同生活环境存在强烈的母体影响。

看不见的帮手在调整功能

研究者还基于相关物种已知的功能推测这些微生物可能在做什么。早期肠道群落偏向于简单的任务,如发酵和硝酸盐还原,类似于人类婴儿中的模式。随着犊象成长并摄入更多纤维性食物,与产甲烷和纤维分解相关的功能变得更为突出,表明肠道系统正向从草料和植物中提取能量的方向优化。到大约一岁时,尽管尚未完全达到成人的微生物多样性,犊象的肠道功能和整体群落结构已大体上与成年象相似。

对幼象意味着什么

这项工作表明,圈养亚洲象犊的肠道微生物群在第一年遵循清晰的发育路径,受到母乳、逐步引入固体植物食物和与母象密切接触的驱动。到十二个月时,犊象拥有与成年象相似的肠道群落,但仍在构建完整的多样性。由于这些微生物有助于消化并可能支持免疫防御,在这一关键时期谨慎管理饮食、哺乳和饲养环境,可能改善犊象的健康与存活,为动物园和营地提供支持这一濒危物种的新工具。

引用: Klinhom, S., Kunasol, C., Sriwichaiin, S. et al. Development of gut microbiota composition in captive Asian elephants: a year-long analysis. Sci Rep 16, 15411 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46586-8

关键词: 象犊, 肠道微生物组, 母乳, 纤维消化, 圈养保护