Resulta que, si bien existe una notable previsibilidad en los microbiomas intestinales de la mayoría de las especies de mamíferos, algunos tipos de adaptaciones evolutivas, como el vuelo, pueden conducir a poblaciones microbianas drásticamente diferentes.
En un nuevo estudio publicado el 7 de enero, 2020 en mBio , Los investigadores de la Universidad de California en San Diego encontraron similitudes en las aves y los murciélagos más allá de su inclinación por el vuelo.
Después de trabajar con docenas de instituciones de todo el mundo para recolectar muestras fecales de casi 900 especies de vertebrados y comparar sus microbiomas intestinales, el equipo se sorprendió por la falta de similitudes entre pájaros y murciélagos.
Esta investigación sugiere que los mamíferos, incluidos los humanos, pueden ser la excepción más que la regla en términos de cuán profundamente dependientes son de sus microbios intestinales. Esto representa un cambio de paradigma en cómo pensamos sobre los animales y las relaciones que tienen con sus microbios ".
Se Jin Song, Doctor, co-primer autor y director de investigación, Centro de Innovación en Microbioma, UC San Diego
"Estábamos muy interesados en averiguar qué tipos de factores explican por qué los animales tienen los tipos de microbios intestinales que tienen". pero también queríamos responder preguntas más específicas, como cuando diferentes animales desarrollan rasgos similares, como la adaptación a una dieta extrema, ¿sus microbiomas intestinales también evolucionan de manera similar?
"Cuando comenzamos este proyecto, Pensé que tendría sentido que veamos asociaciones similares entre los animales y sus microbios intestinales cuando los animales comparten una dieta similar. Nuestra idea de pastel en el cielo era que el vuelo podría imponer un tipo similar de selección sobre los microbios que albergan los animales. Lo sorprendente fue que no encontramos que las aves y los murciélagos compartan un microbioma similar per se, sino que ambos carecen de una relación específica con los microbios ".
Estudios anteriores indicaron que la relación entre los mamíferos y sus microbios es muy antigua. Esto llevó a los investigadores a creer que podían predecir los tipos de microbios que podría albergar una especie con solo observar otros mamíferos similares.
La nueva investigación ha derribado esa idea, encontrar que los murciélagos son únicos entre los mamíferos, simplemente porque sus microbiomas intestinales no son predecibles en términos de los tipos y cantidades de microbios que se encuentran en los intestinos de especies relacionadas. Este patrón en realidad se parece más a las aves, que también tienen comunidades microbianas impredecibles.
"Lo que eso significa es que, mientras que algunos animales parecen tener relaciones muy estables con sus microbiomas, con comunidades bacterianas similares que persisten a lo largo de millones de años, otros parecen tener relaciones mucho más dinámicas, "dijo el co-primer autor Jon Sanders, Doctor, ex becario postdoctoral en el laboratorio de UC San Diego del coautor principal Rob Knight, Doctor.
"Lo más sorprendente es que El vuelo propulsado parece estar asociado con esa falta de estabilidad. Tanto los murciélagos como las aves parecen haber terminado independientemente con microbiomas intestinales que no parecen seguir las relaciones evolutivas de los huéspedes ".
La variabilidad entre especies relacionadas que comparten dietas similares indica que, al menos en pájaros y murciélagos, un equilibrio microbiano específico puede no ser tan crítico para mantener una digestión normal.
Esto significa que los requisitos evolutivos para adoptar el vuelo pueden tener consecuencias directas, efectos profundos en el microbioma, y plantea preguntas sobre qué otros tipos de presiones evolutivas podrían estar influyendo en las comunidades microbianas.
"Si tiene muchas bacterias en el intestino, puede ser bastante pesado y puede quitarle recursos, "dijo Holly Lutz, Doctor, investigador postdoctoral en el Departamento de Pediatría de la Facultad de Medicina de UC San Diego e investigador asociado en el Field Museum de Chicago.
"Entonces, si eres un animal que tiene demandas energéticas realmente altas, decir porque estás volando, es posible que no pueda permitirse llevar todas esas bacterias a su alrededor, y es posible que no pueda permitirse alimentarlos o ocuparse de ellos ".
Los investigadores ven este conjunto de datos como una nueva oportunidad para ayudar a informar la investigación futura sobre la evolución de los microbiomas y su importancia para diferentes especies.
"Como humanos, siempre pensamos que somos muy especiales, "dijo Song." Y podríamos ser, pero vivimos en un mundo que es mucho más antiguo que nosotros. Este trabajo nos ayuda a comprender mejor la evolución y la ecología de las relaciones huésped-microbio, y creo que nos ayudará a comprendernos mejor a nosotros mismos ".
"Este estudio nos dice mucho sobre los patrones de evolución a gran escala en el intestino de los vertebrados, pero aún queda mucho por hacer, "dijo Knight, profesor de la Escuela de Medicina de UC San Diego y de la Escuela de Ingeniería Jacobs y director del Centro de Innovación del Microbioma.
"Necesitamos realizar estudios funcionales con metagenómica y metabolómica, y comprender los microbios en otras partes del cuerpo, cómo cambian durante el desarrollo, y cómo interactúan con los microbios ambientales tanto en la naturaleza como en cautiverio para impactar la salud animal. Comprender estos principios en miles de otras especies nos ayudará a comprender los nuestros ".
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