Kiderül, hogy bár a legtöbb emlősfajban figyelemre méltó a kiszámíthatóság a bél mikrobiómákban, bizonyos típusú evolúciós adaptációk - például a repülés - drasztikusan eltérő mikrobapopulációkhoz vezethetnek.
Egy új tanulmányban, amelyet január 7 -én tettek közzé, 2020 -ban mBio , A Kaliforniai Egyetem San Diego -i kutatói hasonlóságokat találtak a madarakban és a denevérekben a repülésre való hajlandóságukon túl.
Miután világszerte tucatnyi intézménnyel együttműködve közel 900 gerinces faj székletmintáját gyűjtötték össze, és összehasonlították a bél mikrobiomjaikat, a csapat meglepődött a madarak és denevérek közötti hasonlóságok hiányán.
Ez a kutatás azt sugallja, hogy az emlősök - beleértve az embereket is - inkább kivételt jelenthetnek, mint szabályt abban a tekintetben, hogy mennyire bíznak a bél mikrobáiban. Ez paradigmaváltást jelent abban, ahogy gondolkodunk az állatokról és a mikrobákkal való kapcsolataikról. "
Se Jin Song, PhD, első szerző és kutatási igazgató, Mikrobiome Innovációs Központ, UC San Diego
"Széles körben érdekelt bennünket, hogy kiderítsük, milyen tényezők magyarázzák, hogy az állatok miért rendelkeznek olyan típusú bélbaktériumokkal, de konkrét kérdésekre is választ akartunk adni, például amikor a különböző állatok hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek - például az extrém étrendhez való alkalmazkodás -, akkor a bél mikrobiomjaik is hasonló módon fejlődnek?
"Amikor először elkezdtük ezt a projektet, Úgy gondoltam, hogy ésszerű lenne, ha hasonló asszociációkat látnánk az állatok és a bél mikrobái között, ha az állatok hasonló étrendet követnének. A mi ötletünk az égen az volt, hogy a repülés hasonló típusú szelekciót írhat elő, amelyen az állatok mikrobákat fogadnak. Ami megdöbbentő volt, hogy nem találtuk, hogy a madarak és a denevérek önmagukban hasonló mikrobiomban élnek, hanem inkább azt, hogy mindkettőnek nincs specifikus kapcsolata a mikrobákkal. "
A korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy az emlősök és mikrobáik kapcsolata nagyon régi. Ez arra késztette a kutatókat, hogy csak más hasonló emlősökre tekintve meg tudják jósolni, hogy milyen fajta mikrobákat fogadhatnak be egy faj.
Az új kutatás megdöntötte ezt az elképzelést, megállapítva, hogy a denevérek egyedülállóak az emlősök körében, pusztán azért, mert a bél mikrobiomjuk nem prognosztizálható a rokon fajok bélében található mikrobák típusa és mennyisége szempontjából. Ez a minta valójában jobban hasonlít a madarakra, akiknek kiszámíthatatlan mikrobiális közösségeik is vannak.
"Ez azt jelenti, hogy míg egyes állatok nagyon stabil kapcsolatban vannak a mikrobiómaikkal, hasonló baktériumközösségekkel több millió évig, mások sokkal dinamikusabb kapcsolatokkal rendelkeznek, "-mondta társszerzője, Jon Sanders, PhD, egy korábbi posztdoktori munkatárs az UC San Diego laborjában, Rob Knight társszerző, PhD.
"A legmeglepőbb, Úgy tűnik, hogy a motoros repülés összefügg a stabilitás hiányával. Úgy tűnik, hogy a denevérek és a madarak egymástól függetlenül bélmikrobiómákkal kötöttek ki, amelyek nem követik a házigazdák evolúciós kapcsolatait. "
A hasonló táplálkozású rokon fajok közötti eltérés azt jelzi, hogy legalábbis madaraknál és denevéreknél, a specifikus mikrobiális egyensúly nem lehet annyira kritikus a normális emésztés támogatásához.
Ez azt jelenti, hogy a repülés elfogadásának evolúciós követelményei lehetnek közvetlen, mély hatással van a mikrobiomra, és kérdéseket vet fel azzal kapcsolatban, hogy milyen másfajta evolúciós nyomás befolyásolhatja a mikrobiális közösségeket.
"Ha sok baktériumot hordoz a bélben, elég nehéz lehet, és erőforrásokat vehet el tőled, - mondta Holly Lutz, PhD, az UC San Diego Orvostudományi Egyetem Gyermekgyógyászati Osztályának posztdoktori kutatója és a Chicago Field Museum tudományos munkatársa.
"Tehát ha olyan állat vagy, akinek nagyon magas az energiaigénye, mondd, mert repülsz, lehet, hogy nem engedheti meg magának, hogy minden baktériumot magával vigyen, és lehet, hogy nem engedheti meg magának, hogy etesse vagy foglalkozzon velük. "
A kutatók ezt az adathalmazt új lehetőségnek tekintik, hogy segítsenek a jövőbeni kutatásokban a mikrobiomák evolúciójáról és azok fontosságáról a különböző fajok számára.
"Mint emberek, Mindig azt hittük, hogy nagyon különlegesek vagyunk, - mondta Song. - És lehetünk, de egy olyan világban élünk, amely sokkal régebbi, mint mi. Ez a munka segít jobban megérteni a gazda-mikroba kapcsolatok alakulását és ökológiáját, és azt hiszem, segít jobban megérteni önmagunkat. "
"Ez a tanulmány sokat elárul a gerinces bél nagy léptékű evolúciós mintáiról, de még sok a tennivaló, - mondta Knight, professzor a San Diego -i Orvostudományi Egyetemen és a Jacobs Mérnöki Iskolában, valamint a Microbiome Innovation Center igazgatója.
"Funkcionális vizsgálatokat kell végeznünk metagenomikával és metabolomikával, és megérteni a mikrobákat a test más részein, hogyan változnak a fejlesztés során, és hogyan hatnak kölcsönhatásba a környezeti mikrobákkal mind a vadonban, mind a fogságban, hogy befolyásolják az állatok egészségét. Ha megértjük ezeket az elveket más fajok ezreiben, az segít megérteni a sajátjainkat. "