Hedelmäkärpästen muuttunut mikrobiomi voi ajaa evoluutiomuutosta

Mielestäni on oikein sanoa, että säilytimme niin paljon ekologista realismia kuin pystyimme suurten vaikutusten havaitsemisen kustannuksella. Olemme juuri muuttaneet näiden mikrobien suhteellista määrää kärpästen ruokavaliossa, ja se riitti näkemään vaikutuksen. "

Paul Schmidt, Penn biologi

Schmidt ja tutkijatohtori Seth Rudman, pääkirjoittaja paperilla, käytti hyväkseen sitä tosiasiaa, että kärpäsillä on suhteellisen yksinkertaiset mikrobiomiyhteisöt verrattuna muihin organismeihin, kuten ihmiset.

"Jos teet kyselyn nisäkkäiden mikrobiomista, monet suolistosta löytyvät bakteerit ovat tuntemattomia, "sanoo Rudman." Mutta kärpästen kohdalla näin ei ole. Tapahtuu vain, että Drosophilalla on vain noin 100 lajia mikrobiomiyhteisössään. "

Muita hedelmäkärpästen etuja tämän tyyppisessä tutkimuksessa ovat niiden lyhyt sukupolvi-voidaan tutkia useita sukupolvia muutamassa kuukaudessa-ja se, että ne voidaan kasvattaa erittäin suuriin populaatioihin. Tässä tapauksessa, se tarkoitti satoja tuhansia kärpäsiä jokaisessa kokeessa.

Aikaisemmasta työstä, tiedemiehillä oli käsitys siitä, että mikrobiomi liittyi kärpäsen kunto -muutoksiin. Pohjoisilta leveysasteilta peräisin olevilla kärpäsillä on yleensä enemmän Lactobacillus -bakteereja osana mikrobiomiaan, ja myös elää pidempään, on vähemmän munia ja kestävät stressiä. Lisää etelän populaatioita, toisaalta, joilla on yleensä enemmän Acetobacter -bakteereja, oli lyhyempi elinikä, lisää munia, ja olivat vähemmän stressinsietokykyisiä. Laboratoriotyö osoitti, että kärpästen altistaminen näille kahdentyyppisille bakteereille sai aikaan nämä samat piirteet.

Mutta voisivatko mikrobit ajaa koko kärpäspopulaation kehitystä? Sen testaamiseksi, Schmidt, Rudman, ja kollegat suunnittelivat kokeellisen kokoonpanon kärpästen mikrobiomien manipuloimiseksi. He toivat tuhannen kärpäsen jokaiseen useisiin ulkoverkkojen koteloihin, 2 kuutiometriä ja koristeltu maaperällä ja persikkapuulla. He vaihtelivat ruokaa joissakin koteloissa, täydentämällä sitä joko Acetobacterilla tai Lactobacilluksella.

Tutkijat vahvistivat, että ruokinta muutti kärpästen mikrobiomeja, tosin vain vähän. Se riitti, kuitenkin, vaikuttamaan geeneihinsä. Vertaamalla kärpästen genomeja tutkimuksen alussa johtopäätökseen, viiden sukupolven jälkeen, ryhmä voisi valita selviä muutoksia tiettyjen alleelien-yhden geenimuunnelman-taajuudessa, jotka olivat yhdenmukaisia ​​kärpästen luonnollisissa populaatioissa nähtyjen kanssa.

"Huomasimme, että alleeli, joka oli yleisempi Lactobacillus -liuoshäkeissä, oli myös alleeli, joka on yleisempi pohjoisessa, missä itse Lactobacillus on yleisempi, "sanoo Rudman." Ja alleeli, joka oli yleisempi Acetobacter -häkeissä, oli myös alleeli, joka on yleisempi etelässä, missä Acetobacter on yleisempi. "

Tutkijoille, että löytö piilotti kotiin mikrobien vaikutuksen merkityksen.

"Tärkeintä on, mikrobit ajavat nopeasti sopeutumista, "Schmidt sanoo.

Onko tämä vaikutus ihmisiin ja muihin eläimiin, on lisätutkimusten asia, kirjoittajat sanovat, mutta monet tutkimukset ovat korostaneet mikrobiomin voimakasta vaikutusta.

Tulevassa työssä, tutkijat kääntävät käsikirjoitusta, testaus sen selvittämiseksi, vaikuttavatko kärpästen geneettisten profiilien muutokset siihen, mitkä mikrobit voivat jalansijaa mikrobiomeissaan. Ja he myös tutkivat tarkemmin, miten muuttuva mikrobiomi vaikuttaa isäntäänsä.

• Suolistobakteerit liittyvät vahvempiin lihaksiin vanhuksilla
• Punkit kantavat nyt useita sairauksia,