母体效应塑造肠道微生物对环境变化响应中具有尺度依赖性的趋同性

动物可能会经历跨越多种时间尺度的环境变异，从可预测的年内季节性波动，到跨代发生的、更为罕见且不规则的资源脉冲。尽管肠道微生物组对季节变化的响应已有充分记载，但对于宿主相关微生物组如何响应偶发性的环境资源脉冲，以及此类响应是否能够跨代持续，人们的了解仍然少得多。在本研究中，我们考察了北美野生红松鼠（Tamiasciurus hudsonicus）的肠道微生物群落如何响应年内季节性变化以及相隔数年发生的偶发性资源脉冲（具体而言，即种子丰产）。随后，我们检验了这样一种假设：这些响应是否由母体及其后代所共享。 与既往针对哺乳动物的研究结果一致，我们发现季节性变异对肠道微生物组具有强烈的结构化作用，驱动了全年范围内广泛且趋同的组成变化。然而，偶发性资源脉冲能够预测微生物离散性，即与常规年份相比，在资源脉冲年份中，不同个体之间的肠道微生物组差异更大。尽管在种群水平上存在这种分化，但当母体及其成年后代分别经历相隔数年的资源脉冲时，它们表现出微生物组的趋同；相较之下，季节性响应则是整个种群共享的，并非母子配对所特有。总体而言，我们的结果表明，哺乳动物肠道微生物组是宿主表型中一个具有可塑性的组成部分，能够适应可预测的季节性变化以及大尺度、偶发性的资源脉冲。资源脉冲年份中母体—后代相似性的模式进一步表明，某些宿主—微生物对环境变化的响应可能能够跨代传递。

动物会经历跨越多种时间尺度的环境变异，从一年内可预测的季节性波动，到跨代发生的更为罕见且不规则的资源脉冲。尽管肠道微生物组对季节变化的响应已有充分记录，但人们对于宿主相关微生物组如何响应偶发性的环境资源脉冲，以及这种响应是否能够跨代持续，仍知之甚少。在本研究中，我们考察了野生北美红松鼠（Tamiasciurus hudsonicus）的肠道微生物群落如何响应年内季节变异，以及相隔数年发生的偶发性资源脉冲（具体而言，即种子丰产）。随后，我们检验了这样一个假设：这些响应在母体与其后代之间是共享的。与以往针对哺乳动物的研究结果一致，我们发现季节变异对肠道微生物组具有强烈的结构化作用，驱动了全年范围内组成上的广泛且趋同的变化。然而，偶发性资源脉冲可预测微生物组离散度的变化，即在资源脉冲年份，与常规年份相比，个体间肠道微生物组的差异性更大。尽管在种群水平上存在这种分化，但当母体及其成年后代遭遇相隔数年发生的资源脉冲时，其微生物组表现出趋同；相比之下，季节性响应则在整个种群中共享，并非母子配对所特有。总体而言，我们的结果强调，哺乳动物肠道微生物组是宿主表型中一个具有可塑性的组成部分，能够对可预测的季节变异和大尺度、偶发性的资源脉冲作出调整。资源脉冲年份中母体与后代相似性的模式进一步表明，宿主—微生物对环境变化的某些响应可能会跨代传递。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.02.736155v1?rss=1

🏷️ 肠道微生物组 母体效应 跨代传递 资源脉冲 季节性变化 红松鼠