在全球生物多样性加速丧失的背景下，解析野生动物对异质生态环境的适应性策略已成为保护生物学与进化生态学交叉领域的重要方向。食性适应作为物种广域分布的关键生态过程，其与共生微生物的协同进化机制是当前宿主 - 微生物互作研究的前沿方向。肠道微生物通过编码特异性酶系参与复杂营养物质的降解转化，在宿主应对食物资源波动中发挥着不可替代的作用。揭示肠道微生物介导的食性适应分子机制，对阐明物种生态位扩张的内在驱动因素具有重要科学价值。

青藏高原作为全球海拔最高的生态系统，拥有丰富的野生动物和多样的生境。其中，岩羊（Pseudois nayaur）是该区域分布最广、种群数量最多的有蹄类动物之一，广泛分布于灌丛、草地、荒漠等多种生境中，形成了复杂的区域食性分化模式，为研究极端环境下宿主 - 微生物协同适应提供了理想模型。前期研究已证实岩羊食性存在显著的季节与环境差异，其肠道微生物群落结构亦呈现相应动态变化，但针对跨区域尺度下食性组成、肠道微生物功能及代谢物协同变异的系统性研究仍属空白，尤其是微生物功能可塑性在区域食性适应中的调控机制尚未明确。

中国科学院西北高原生物研究所动物生态与资源保护研究团队在青藏高原青海湖流域、昆仑山及三江源三大典型区域采集了岩羊的新鲜粪便样本，利用trnL植物DNA条形码技术、宏基因组测序技术和非靶向代谢组学技术，构建了岩羊食性 - 微生物 - 代谢物多组学关联分析框架，深入解析了岩羊在青藏高原不同区域的食性差异、肠道微生物组成与功能特征及其代谢产物差异，探索了食性结构与微生物共生系统的协同变异规律，揭示了宿主 - 微生物共生系统在区域适应中的协同进化模式。

研究发现，岩羊在各研究区域的主要食物组成存在显著差异，这可能受到自身取食偏好以及局地可获得植物资源的共同影响。与昆仑山和三江源地区相比，青海湖流域的岩羊偏好取食蓼科植物，而较少取食蔷薇科和禾本科植物，形成了独特的食性生态位。进一步宏基因组功能注释揭示，岩羊对主要植物类群的取食量与其肠道内关键微生物的丰度显著相关，而这些微生物又与岩羊肠道多糖降解能力密切相关。尤其是在青海湖流域，岩羊的肠道微生物展现了更强的多糖降解能力，能够更高效地将蓼科植物中不易被宿主直接吸收的复杂多糖转化为寡糖和单糖，从而显著提升了能量转化效率。

本研究首次揭示了岩羊在低粗纤维膳食模式下，通过肠道微生物功能可塑性实现能量高效获取的适应性策略。研究不仅阐明了肠道微生物在岩羊跨区域食性适应中的核心调控作用，更为高原有蹄类动物的适应性进化研究提供了微生物功能层面的实证支持；其揭示的宿主-微生物协同适应机制，为预测气候变化背景下物种的分布动态及制定针对性保护策略提供了重要科学依据。研究成果以 The plasticity of gut microbiota contributes to inter-region dietary differences adaptation of ungulates in the Qinghai-Tibet Plateau 为题，发表在美国微生物学会旗下知名学术期刊 mSystems（中国科学院2区，影响因子4.6）上。西北高原所博士研究生梁程博为论文第一作者，张同作研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（U20A2012，32200408）和青海省自然科学基金团队项目（2023-ZJ-901T）的资助。研究工作依托中国科学院高原生物适应与进化重点实验室和青海省动物生态基因组学重点实验室。

论文链接：https://doi.org/10.1128/msystems.00422-25

青藏高原典型区域岩羊肠道微生物及其代谢产物差异对食物资源利用适应性分析