Gut microbiota play an important role in host health. Yet, the drivers and patterns of microbiota imbalance (dysbiosis) in wild animals remain largely unexplored. One hypothesised outcome of stress on animal microbiomes is a destabilised microbial community that is characterised by an increase in inter-individual differences compared with microbiomes of healthy animals, which are expected to be (i) temporally stable and (ii) relatively similar among individuals. This set of predictions for response of microbiomes to stressors is known as the Anna Karenina principle (AKP) for animal microbiomes. We examine the AKP in a wild mammal inhabiting disturbed environments by conducting a capture-mark-recapture survey of bank voles (Myodes glareolus) in areas that contrast in levels of radionuclide contamination (Chernobyl, Ukraine). Counter to key predictions of the AKP, bank voles that are not exposed to radionuclides harbour variable (increased inter-individual differences) and temporally dynamic gut microbiota communities, presumably tracking the natural spatio-temporal variation in resources. Conversely, bank voles exposed to radionuclides host more similar gut microbiota communities that are temporally stable, potentially due to a dysbiosis or selection (on host or bacteria) imposed by chronic radiation exposure. The implication of these data is that environmental stress (radiation exposure) can constrain the natural spatial and temporal variation of wild animal gut microbiota.

中文翻译：

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将安娜卡列尼娜原理应用于野生动物肠道微生物群：银行田鼠肠道微生物群在扰动环境中的时间稳定性

肠道微生物群在宿主健康中起着重要作用。然而，野生动物微生物群失衡（生态失调）的驱动因素和模式在很大程度上仍未得到探索。压力对动物微生物群的一个假设结果是不稳定的微生物群落，其特征是与健康动物的微生物群相比，个体间差异增加，预计 (i) 时间稳定和 (ii) 个体之间相对相似。这组微生物组对压力源反应的预测被称为动物微生物组的安娜卡列尼娜原则 (AKP)。我们通过在放射性核素污染水平形成对比的地区（切尔诺贝利，乌克兰）对银行田鼠（Myodes glareolus）进行捕获-标记-重新捕获调查来检查栖息在受干扰环境中的野生哺乳动物的 AKP。与 AKP 的关键预测相反，未暴露于放射性核素的银行田鼠具有可变性（个体间差异增加）和时空动态肠道微生物群落，可能跟踪资源的自然时空变化。相反，暴露于放射性核素的银行田鼠拥有更多相似的肠道微生物群落，这些菌群在时间上是稳定的，这可能是由于长期辐射暴露造成的生态失调或选择（宿主或细菌）。这些数据的含义是环境压力（辐射暴露）可以限制野生动物肠道微生物群的自然时空变化。大概是跟踪资源的自然时空变化。相反，暴露于放射性核素的银行田鼠拥有更多相似的肠道微生物群落，这些菌群在时间上是稳定的，这可能是由于长期辐射暴露造成的生态失调或选择（宿主或细菌）。这些数据的含义是环境压力（辐射暴露）可以限制野生动物肠道微生物群的自然时空变化。大概是跟踪资源的自然时空变化。相反，暴露于放射性核素的银行田鼠拥有更多相似的肠道微生物群落，这些菌群在时间上是稳定的，这可能是由于长期辐射暴露造成的生态失调或选择（宿主或细菌）。这些数据的含义是环境压力（辐射暴露）可以限制野生动物肠道微生物群的自然时空变化。