Seasonal shifts in the gut microbiome indicate plastic responses to diet in wild geladas
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Adaptive shifts in gut microbiome composition are one route by which animals adapt to seasonal changes in food availability and diet. However, outside of dietary shifts, other potential environmental drivers of gut microbial composition have rarely been investigated, particularly in organisms living in their natural environments. RESULTS: Here, we generated the largest wild nonhuman primate gut microbiome dataset to date to identify the environmental drivers of gut microbial diversity and function in 758 samples collected from wild Ethiopian geladas (Theropithecus gelada). Because geladas live in a cold, high-altitude environment and have a low-quality grass-based diet, they face extreme thermoregulatory and energetic constraints. We tested how proxies of food availability (rainfall) and thermoregulatory stress (temperature) predicted gut microbiome composition of geladas. The gelada gut microbiome composition covaried with rainfall and temperature in a pattern that suggests distinct responses to dietary and thermoregulatory challenges. Microbial changes were driven by differences in the main components of the diet across seasons: in rainier periods, the gut was dominated by cellulolytic/fermentative bacteria that specialized in digesting grass, while during dry periods the gut was dominated by bacteria that break down starches found in underground plant parts. Temperature had a comparatively smaller, but detectable, effect on the gut microbiome. During cold and dry periods, bacterial genes involved in energy, amino acid, and lipid metabolism increased, suggesting a stimulation of fermentation activity in the gut when thermoregulatory and nutritional stress co-occurred, and potentially helping geladas to maintain energy balance during challenging periods. CONCLUSION: Together, these results shed light on the extent to which gut microbiota plasticity provides dietary and metabolic flexibility to the host, and might be a key factor to thriving in changing environments. On a longer evolutionary timescale, such metabolic flexibility provided by the gut microbiome may have also allowed members of Theropithecus to adopt a specialized diet, and colonize new high-altitude grassland habitats in East Africa. Video abstract.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».