科学家在已死亡一个世纪的蜗牛肠道中发现了这种微生物

1920年7月的一个细雨天，一位名叫朱尼厄斯·亨德森(Junius Henderson)的科罗拉多科学家在博尔德以北的砂岩山脊达科塔·霍格贝克(Dakota Hogback)附近徒步旅行。在那里，他发现了一群落基山蜗牛(Oreohelix strigosa)渗过地面。Henderson把这些软体动物捞起来带回他的实验室，那里现在被称为科罗拉多大学自然历史博物馆小心翼翼地保存着他的发现。

一个世纪后的今天，科罗拉多大学博物馆的一组生态学家重新研究了这些蜗牛，获得了Henderson当时无法预测的惊人见解:在这些软体动物的内脏中，细菌和其他微生物的多样性群落，统称为微生物群。

研究人员有史以来第一次使用现代dna筛选工具来识别曾经生活在已死亡一个世纪的动物肠道中的微生物。领导这项研究的Bridget Chalifour说，这些发现表明博物馆藏品是多么有价值——微生物群可以提供一个意想不到的窗口，让人们了解到早在禁酒令时期，甚至更早的时期，动物是如何与环境相互作用的。

“我们已经了解到，50或100年前的样本与两年前收集的样本一样有能力回答现代生态问题，”Chalifour说，她最近在科罗拉多大学博尔德分校获得了生态学和进化生物学博士学位。

研究结果出炉之际，科学家们正在意识到肠道微生物群对许多动物乃至人类的重要性。例如，科罗拉多大学博尔德分校最近的研究表明，健康的肠道细菌可以帮助人们对抗压力，甚至可以帮助人们睡得更好。

新方法并不局限于蜗牛:科学家们可以使用类似的方法来扫描博物馆经常储存在乙醇中的其他一系列动物的微生物群，包括许多蜘蛛、青蛙和蛇。

“这项工作打开了无限可能的大门，”该研究的合著者Jingchun Li,说，他是博物馆无脊椎动物馆长、生态学和进化生物学助理教授。“这意味着世界各地数百年来积累的数百万个博物馆标本可以用于微生物组研究。”

你可能从未见过落基山蜗牛，即使你已经在科罗拉多州生活和徒步多年。这些动物大约只有你的拇指甲大小，在从加拿大南部到新墨西哥州的地方咀嚼树叶和其他植物。

但它们往往只在下雨的时候才出来。

“下雨的时候，它们通常会在博尔德的埃尔多拉多峡谷等地的岩石或树上吃草，”Chalifour说。

多年来，博尔德的研究人员已经收集了大约1000只这种蜗牛，像亨德森早期发现的那样，将它们储存在乙醇中。

“博物馆的标本和文物是仅次于时间机器的好东西，”Jingchun Li,说。“有了许多这样的标本和数据，我们可以问，随着时间的推移，变化的气候如何塑造山地植物群落。我们可以探测到哪些生物在大规模灭绝事件中幸存下来。”

Li和Chalifour，再加上科罗拉多大学博尔德分校的一位名叫Leanne Elder的前收藏品经理，决定对这些蜗牛的内脏进行一次特别的观察。

该团队收集了1920年至2018年期间从东部的博尔德到西南部的特柳赖德地区捡来的55只落基山蜗牛。其中包括亨德森发现的三只蜗牛，它们的名字现在装饰在博物馆校园的主要建筑上。然后，研究人员清空了这些软体动物。它们内脏里的微生物也已经死亡了几十年，但研究小组能够对它们剩下的DNA进行测序。

这种大胆的做法得到了回报:

当它们在几十年前死去时，这些软体动物还生机勃勃。研究人员发现，每只蜗牛体内都隐藏着超过7000个有机体，其中大部分是细菌。

乙醇似乎也不能降解它们的DNA:研究小组在亨德森的百年样本中发现了与查利福自己收集的、从未储存在罐子里的蜗牛样本中同样多样化的微生物群。

“这让我很兴奋，因为我现在已经在博物馆里存放了很多样本。”“我喜欢想象15年后人们会对我的蜗牛做什么。”

Chalifour指出，在过去的一个世纪里，蜗牛标本的微生物群落发生了一些变化，原因尚不清楚。例如，亨德森的软体动物就有许多属于该属的细菌Bradyrhizobium，Alicycliphilus和Cloacibacterium． 同时，2018年采集的钉螺对黄杆菌属(Flavobacterium)、几丁菌科(Chitinophagaceae)和角蜡菌科(Cerasicoccaceae)均有偏倚。然而，这些动物生活在哪里更重要，蜗牛之间的微生物变异约占20%。

Chalifour说，这些微生物可能帮助蜗牛在落基山脉生存:研究小组发现的许多细菌属于能够分解复杂有机分子的群体——比如蜗牛吃的叶子中的纤维素。

Chalifour补充说，如今，干旱和野火可能正在把这些潮湿气候的动物挤出它们以前的栖息地。

她花了几天时间在博尔德县寻找蜗牛，Henderson在那里收集了他的原始标本。她什么也找不到。

Chalifour说:“我们收藏的很多种群已经不在那里了。”

Gut microbiome of century-old snail specimens stable across time in preservation