一项新研究发现，当森林砍伐和土地利用变化破坏了两栖动物生命周期所需的关键栖息地时，这种断裂会严重影响它们的微生物群落，让它们更容易患病。

研究团队表示，这一令人担忧的发现可能也适用于其他众多物种，但同时也为通过保护措施来应对这一问题提供了积极的启示。

栖息地断裂（Habitat split）最早在2007年的一项研究中与两栖动物数量减少联系起来，指的是对物种生命周期至关重要的多类水生和陆地栖息地（如森林、溪流和池塘）因人类活动（如农业）而分离，导致物种数量下降。已有研究表明，这种现象是巴西大西洋森林中局部青蛙灭绝的驱动因素之一。

在这项发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究中，科学家们调查了“栖息地断裂”对四种青蛙（白斑蛙、饰纹蟾蜍、博阿纳树蛙和亨氏短头蛙）微生物群落的影响，这些青蛙都生活在高度碎片化的大西洋森林中。

他们发现，在森林和水生栖息地相连的地方，青蛙更有可能携带能够抑制致命真菌病原体——蛙壶菌的皮肤微生物。这种被称为壶菌的真菌，导致了全球数百种两栖动物的大规模减少。

重要的是，生活在栖息地分离区域的青蛙的皮肤微生物组中，对抗病原体的微生物更少，使它们更容易受到感染。研究的两种青蛙皮肤上还检测到了更高水平的壶菌。

栖息地破碎化已被公认为生物多样性丧失的驱动因素。研究作者认为，他们的发现指出了这种衰退的一个可能机制：自然栖息地的破碎化与不连续性削弱了两栖动物的微生物防御，导致它们更容易患病。

“如果环境被割裂，这些动物就无法招募到针对壶菌等病原体的有效功能性微生物组，”宾夕法尼亚州立大学生物学副教授、该研究的资深作者吉·贝克尔在接受Mongabay采访时说。“栖息地断裂是预测微生物组抵抗壶菌病原体能力下降的一个非常强烈的指标。”

宏观与微观的影响

对于研究的第一作者、美国马萨诸塞州野外研究学院热带森林生态与资源管理讲师丹尼尔·梅迪纳来说，这些发现为理解栖息地破碎化的影响增加了另一层复杂性。

“我们不仅在宏观尺度上失去生物多样性本身，也在失去这些动物体内共生的微生物。”他说。这项研究“也提供了一个机制性的视角，说明这些共生微生物的丧失可能如何使动物更容易患病。”

“对我来说，一个主要启示是，这项研究真正表明，栖息地丧失不仅仅是失去物理空间，更是破坏了生物体赖以生存的相互作用和生物系统，”世界自然保护联盟微生物保护专家小组联合主席、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学海洋科学项目主席拉克尔·佩肖托在邮件中写道。

“（研究人员）非常清楚地表明，当栖息地被分割时，两栖动物失去了接触到帮助其建立和维持皮肤防御所需的环境微生物的机会。”未参与该研究的佩肖托补充道。

连接栖息地，增强微生物组

虽然新研究表明栖息地断裂会严重损害微生物组，但它也指出了潜在的解决方案：包括保护和连通陆生与水生两类栖息地的保护项目，可以在宏观和微观尺度上保护物种，作为抵御疾病的防线。例如，在大西洋森林中恢复森林碎片，如果不包括青蛙栖息的关键类别，如溪流和池塘，是不足以拯救两栖动物的。

贝克尔说，当景观连通且完整时，穿越其中的动物会接触到环境微生物和低水平的病原体。这有助于它们维持能够对抗壶菌等疾病的微生物群落。但当这些栖息地被分割时，野生动物物种不再能接触到有益的微生物，同时可能面临更高水平的病原体。

贝克尔说，在考虑栖息地恢复时，必须考虑物种的整个生命周期。“如果是青蛙，我们需要连接它们生存所需的所有可能栖息地，不仅仅是森林，也不仅仅是水域。”

通过野生动物走廊恢复和连接栖息地尤其有益。这是一种众所周知的策略，有助于改善孤立种群之间的基因流动。但对于贝克尔和梅迪纳来说，恢复这些连接也可以通过让动物接触到它们所需的环境微生物库，帮助它们组装和维持健康的微生物组，从而抵御疾病。

虽然这项新研究只关注两栖动物，但研究人员表示，栖息地断裂对野生动物微生物组的负面影响以及由此带来的病原体暴露风险可能适用于许多物种。许多鸟类、鱼类和哺乳动物在其生命周期的不同阶段依赖多样化的栖息地来获取有益的微生物。

“真正了解这种现象在其他可能需要更紧急保护措施的动物身上的程度至关重要。”梅迪纳说。“例如，在森林和草原等不同栖息地之间进行大规模迁徙的大型哺乳动物。”

佩肖托同意研究团队的发现可能远远超出青蛙的范围。“事实上，我认为这可能比我们目前认识到的要普遍得多，”她写道。“这可能适用于海洋系统、土壤生态系统、迁徙物种，甚至以不同的方式适用于人类。所以我认为这项研究捕捉的是一个一般性原则，而不是一个特例。”

“这真的推动我们重新思考我们试图保护什么。仅仅保护物种或孤立地保护栖息地是不够的，”佩肖托说。“我们还需要考虑支撑健康和恢复力的微生物系统。”