Chu D, Liu N, Liu Q, Li X, Yang H, Zhu N, Liu Z, Wang R, Yuan S, Fu H. · Ecology and evolution · 2026

Diet-Driven Divergence in Gut Microbiota Variation Between Two Sympatric Gerbil Species.

Resumo em português

A microbiota intestinal oferece diversos benefícios aos seus hospedeiros mamíferos; entretanto, o conhecimento sobre diferenças interespecíficas na microecologia intestinal permanece limitado. Este estudo utilizou o sequenciamento do gene 16S rRNA combinado com a predição funcional metagenômica (funções potenciais ou potencial funcional) para realizar uma análise comparativa da composição microbiana intestinal e da adaptabilidade funcional de duas espécies de gerbils distribuídas simpatricamente com dietas distintas: o herbívoro Rhombomys opimus (RO) e o onívoro Meriones meridianus (MM). Os resultados revelaram que o onívoro MM exibiu um nível de diversidade alfa microbiana intestinal comparável ao do herbívoro RO, enquanto RO apresentou enriquecimento significativo de norank_f__Muribaculaceae, táxon associado à degradação de fibras, e demonstrou maior abundância de genes relacionados à degradação de fibras complexas. Notadamente, gêneros bacterianos significativamente enriquecidos no intestino do MM, como Lachnospiraceae_NK4A136_group e Desulfovibrio, podem desempenhar papéis importantes na manutenção da saúde intestinal e na melhoria da eficiência de degradação de quitina. Além disso, a abundância de genes relacionados à degradação de monossacarídeos e quitina foi significativamente maior em MM do que em RO. A análise de redes funcionais indicou que as redes gênicas de degradação da celulose em ambas as espécies de gerbils foram predominantemente sinérgicas, mas o efeito sinérgico foi mais forte em RO do que em MM (razões de arestas de correlação positiva para negativa: 2,44:1,59). Análises adicionais revelaram que as redes gênicas de degradação de monossacarídeos e quitina em MM exibiram padrões de interação sinérgica (razões de arestas de correlação positiva para negativa: 1,69 e 2,95, respectivamente), enquanto essas duas redes em RO foram principalmente antagônicas (razões de arestas de correlação positiva para negativa: 0,831 e 0,73, respectivamente). Isso sugere que a microbiota intestinal de RO é mais propícia para digerir fibras vegetais complexas, enquanto a de MM é melhor adaptada para digerir amido e quitina. Essa diferenciação na microbiota intestinal otimiza a utilização de diferentes recursos alimentares pelas duas espécies, promovendo sua coexistência simpátrica. Este estudo aprimora nossa compreensão dos mecanismos adaptativos da microecologia intestinal em roedores com dietas distintas e fornece uma base importante para pesquisas futuras sobre a ecologia microbiana de roedores silvestres e os mecanismos subjacentes à coexistência de espécies simpátricas.

Resumo original em inglês

Gut microbiota provide various benefits to their mammalian hosts; however, knowledge regarding interspecific differences in gut microecology remains limited. This study employed 16S rRNA sequencing combined with metagenomic functional prediction (potential functions or functional potential) to conduct a comparative analysis of the gut microbial composition and functional adaptability of two sympatrically distributed gerbil species with distinct diets: the herbivorous Rhombomys opimus (RO) and the omnivorous Meriones meridianus (MM). The results revealed that the omnivorous MM exhibited a level of gut microbial alpha diversity comparable to that of the herbivorous RO, whereas RO showed significant enrichment of norank_f__Muribaculaceae , a taxon associated with fiber degradation, and demonstrated higher abundance of genes related to complex fiber degradation. Notably, bacterial genera significantly enriched in the gut of MM, such as Lachnospiraceae_NK4A136_group and Desulfovibrio , may play important roles in maintaining gut health and enhancing chitin degradation efficiency. Furthermore, the abundance of genes related to monosaccharide and chitin degradation was significantly higher in MM than in RO. Functional network analysis indicated that the cellulose degradation gene networks in both gerbil species were predominantly synergistic, but the synergistic effect was stronger in RO than in MM (ratios of positive to negative correlation edges: 2.44: 1.59). Further analysis revealed that the monosaccharide and chitin degradation gene networks in MM both exhibited synergistic interaction patterns (ratios of positive to negative correlation edges: 1.69 and 2.95, respectively), whereas these two networks in RO were primarily antagonistic (ratios of positive to negative correlation edges: 0.831 and 0.73, respectively). This suggests that the gut microbiota of RO are more conducive to digesting complex plant fibers, while those of MM are better adapted for digesting starch and chitin. This differentiation in gut microbiota optimizes the utilization of different food resources by the two species, thereby promoting their sympatric coexistence. This study enhances our understanding of the adaptive mechanisms of gut microecology in rodents with different diets and provides an important foundation for further research on the microbial ecology of wild rodents and the mechanisms underlying sympatric species coexistence.