別看河馬一副憨厚的樣子,它們的脾氣可一點都不好,特別是當夏季大批的河馬擠在水塘里的時候,它們的攻擊性變得非常高,瘋起來連鱷魚都怕。河馬屬于哺乳綱、鯨偶蹄目,跟鯨魚有共同的祖先,別看它們平時都食草,偶爾也會「食肉屬性覺醒」,拉一些角馬、斑馬等動物下水開開葷。

河馬的食量非常大,每天可以吃近50公斤的食物。吃得多,排的也多,因為它們經常泡在水里,因此它們經常會用糞便將它們常年生活的池塘填滿。它們經常泡在滿是糞便的池塘里,圖什麼?此前,人們認為,河馬泡在池塘里,主要是讓泥漿和糞便沾滿自己的身體,其起到防曬的作用。
但最近發表在《自然科學報告》(Nature‘s Scientific Reports)上的新研究發現,這些巨量的排泄物會把池塘變成河馬腸道的延伸部分,因為排入水中的細菌和其他微生物能夠存活下來,并在河馬群體中共享。研究人員稱之為「元腸」(meta-gut),可能對河馬的生態系統產生重大影響。

佛羅里達大學的生物學家克里斯托弗·達頓(Christopher Dutton)和他的合作者在東非的馬拉河進行了實地調查,那里有4000多頭河馬。河馬除了進食的時候待在陸地上,它們大部分時間都將自己浸泡在水里,聚集在池塘里打滾和排便。達頓說:「在一些河馬聚集的池塘中,水面上漂浮著太多的糞便,以至于你無法分辨那里下面是否有水。」

通過一系列實地觀察、自然和受控環境下的實驗以及RNA測序方法的使用,研究人員試圖找出河馬內臟中的微生物如何影響其直接生態系統。所有動物都攜帶特定于其腸道的微生物群。在體內,微生物起著重要的作用,比如幫助消化,但是當動物把它們排泄到一個共同的環境中時會發生什麼呢?
「在過去的20年里,人們越來越重視動物糞便和尿液在改變生態系統中的營養循環和生物地球化學中所起的作用,」達頓說:「我們試圖進一步研究,我們想了解腸源性微生物能夠在外部環境中發揮作用的環境,以及這可能對環境造成的影響。」

他們發現,根據河馬體內的微生物種群功能,河馬聚集的池塘的底部比正常河流更像河馬的腸道。研究人員創造了「元腸道」一詞來描述河馬腸道微生物組轉移到環境后,其環境的變化。達頓說,這種現象可能有利于河馬彼此分享它們的微生物,使池塘里的水「幾乎像一種益生菌奶昔」。但它改變水的構成的方式也可能影響其他動物,如魚。

「元腸道」可能對河馬的生態系統產生更廣泛的影響。在河馬糞便大量堆積的水池中,研究人員發現甲烷濃度「驚人地高」。達頓說:「在美國,如果從游泳池檢測出這樣的甲烷量,將被宣布為有爆炸危險。」
這些河馬腸道微生物可能會穿過食物網,進入共享河流的不同魚類和無脊椎動物群落,這對我們理解隨著大型野生動物的滅絕,生態系統功能如何變化具有重要意義。科學家們期待著繼續探索其他物種的「元腸道」現象,以便更好地了解動物影響生態系統的各種方式。
