Significance Trillions of bacteria live in the primate gut, contributing to metabolism, immune system development, and pathogen resistance. Perturbations to these bacteria are associated with metabolic and autoimmune human diseases that are prevalent in Westernized societies. Herein, we measured gut microbial communities and diet in multiple primate species living in the wild, in a sanctuary, and in full captivity. We found that captivity and loss of dietary fiber in nonhuman primates are associated with loss of native gut microbiota and convergence toward the modern human microbiome, suggesting that parallel processes may be driving recent loss of core microbial biodiversity in humans.

Abstract The gut microbiome exhibits extreme compositional variation between hominid hosts. However, it is unclear how this variation impacts host physiology, and whether this effect can be mediated through microbial regulation of host gene expression in interacting epithelial cells. Here, we characterized the transcriptional response of colonic epithelial cells in vitro to live microbial communities extracted from humans, chimpanzees, gorillas, and orangutans. We found most host genes exhibit a conserved response, whereby they respond similarly to the four hominid microbiomes, while some genes respond only to microbiomes from specific host species. Genes that exhibit such a divergent response are associated with relevant intestinal diseases in humans, such as inflammatory bowel disease and Crohn’s disease. Lastly, we found that inflammation-associated microbial species regulate the expression of host genes previously associated with inflammatory bowel disease, suggesting health-related consequences for species-specific host-microbiome interactions across hominids.

Abstract Folivory evolved independently at least three times over the last 40 million years among Madagascar’s lemurs. Many extant lemuriform folivores exist in sympatry in Madagascar’s remaining forests. These species avoid feeding competition by adopting different dietary strategies within folivory, reflected in behavioral, morphological, and microbiota diversity across species. These conditions make lemurs an ideal study system for understanding adaptation to leaf-eating. Most folivorous lemurs are also highly endangered. The significance of folivory for conservation outlook is complex. Though generalist folivores may be relatively well equipped to survive habitat disturbance, specialist folivores occupying narrow dietary niches may be less resilient. Characterizing the genetic bases of adaptation to folivory across species and lineages can provide insights into their differential physiology and potential to resist habitat change. We recently reported accelerated genetic change in RNASE1 , a gene encoding an enzyme (RNase 1) involved in molecular adaptation in mammalian folivores, including various monkeys and sifakas (genus Propithecus ; family Indriidae). Here, we sought to assess whether other lemurs, including phylogenetically and ecologically diverse folivores, might show parallel adaptive change in RNASE1 that could underlie a capacity for efficient folivory. We characterized RNASE1 in 21 lemur species representing all five families and members of the three extant folivorous lineages: 1) bamboo lemurs (family Lemuridae), 2) sportive lemurs (family Lepilemuridae), and 3) indriids (family Indriidae). We found pervasive sequence change in RNASE1 across all indriids, a d N /d S value > 3 in this clade, and evidence for shared change in isoelectric point, indicating altered enzymatic function. Sportive and bamboo lemurs, in contrast, showed more modest sequence change. The greater change in indriids may reflect a shared strategy emphasizing complex gut morphology and microbiota to facilitate folivory. This case study illustrates how genetic analysis may reveal differences in functional traits that could influence species’ ecology and, in turn, their resilience to habitat change. Moreover, our results support the contention that not all primate folivores are built the same and highlight the need to avoid generalizations about dietary guild in considering conservation outlook, particularly in lemurs where such diversity in folivory has probably led to extensive specialization via niche partitioning.

Red-shanked doucs (Pygathrix nemaeus) are endangered, foregut-fermenting colobine primates which are difficult to maintain in captivity. There are critical gaps in our understanding of their natural dietary habits including consumption of leaves, unripe fruit, flowers, seeds, and other plant parts. There is also a lack of understanding of enteric adaptations, including their unique microflora. To address these knowledge gaps, we used the douc as a model to study relationships between gastrointestinal microbial community structure, diet, and health. We analyzed published fecal samples as well as detailed dietary history from doucs with four distinct lifestyles (wild, semi-wild, semi-captive, and captive) and determined gastrointestinal bacterial microbiome composition using 16S rRNA sequencing. A clear gradient of microbiome composition was revealed along an axis of natural lifestyle disruption, including significant associations with diet, health, biodiversity, and microbial function. We identified potential microbial biomarkers of douc dysbiosis, including Bacteroides and Prevotella. Our results suggest a gradient-like shift in captivity causes an attendant shift to severe gut dysbiosis, thereby resulting in gastrointestinal issues.