Evolutionaire aanpassingen kunnen leiden tot verschillende microbiële populaties,

Dit onderzoek suggereert dat zoogdieren - inclusief mensen - eerder uitzondering dan regel kunnen zijn in termen van hoe sterk ze afhankelijk zijn van hun darmmicroben. Dit vertegenwoordigt een paradigmaverschuiving in hoe we denken over dieren en de relaties die ze hebben met hun microben."

Se Jin-lied, doctoraat, co-eerste auteur en directeur van onderzoek, Centrum voor microbioominnovatie, UC San Diego

"We waren in het algemeen geïnteresseerd in het uitzoeken welke soorten factoren verklaren waarom dieren de soorten darmmicroben hebben die ze hebben, maar we wilden ook meer specifieke vragen beantwoorden, zoals wanneer verschillende dieren vergelijkbare eigenschappen ontwikkelen - zoals aanpassing aan een extreem dieet - evolueren hun darmmicrobioom ook op een vergelijkbare manier?

"Toen we met dit project begonnen, Ik dacht dat het logisch zou zijn dat we vergelijkbare associaties zouden zien tussen dieren en hun darmmicroben wanneer de dieren een vergelijkbaar dieet deelden. Ons hemelse idee was dat vliegen een soortgelijk type selectie zou kunnen opleggen waarop microben dieren huisvesten. Wat schokkend was, was dat we niet ontdekten dat vogels en vleermuizen op zich een vergelijkbaar microbioom delen, maar eerder dat beide een specifieke relatie met microben missen."

Eerdere studies gaven aan dat de relatie tussen zoogdieren en hun microben erg oud is. Dit bracht onderzoekers ertoe te geloven dat ze konden voorspellen welke soorten microben een soort zou kunnen huisvesten door alleen maar naar andere vergelijkbare zoogdieren te kijken.

Het nieuwe onderzoek heeft dat idee omvergeworpen, vinden dat vleermuizen uniek zijn onder zoogdieren, simpelweg omdat hun darmmicrobioom niet voorspelbaar is in termen van de soorten en hoeveelheden microben die in de ingewanden van verwante soorten worden aangetroffen. Dit patroon lijkt eigenlijk meer op vogels, die ook onvoorspelbare microbiële gemeenschappen hebben.

"Wat dat betekent is dat, terwijl sommige dieren een zeer stabiele relatie lijken te hebben met hun microbioom, met vergelijkbare bacteriële gemeenschappen die miljoenen jaren voortduren, anderen lijken veel dynamischere relaties te hebben, " zei co-eerste auteur Jon Sanders, doctoraat, een voormalig postdoctoraal fellow in het UC San Diego-lab van co-senior auteur Rob Knight, doctoraat.

"Het meest verrassend, gemotoriseerde vlucht lijkt verband te houden met dat gebrek aan stabiliteit. Vleermuizen en vogels lijken allebei onafhankelijk van elkaar in een darmmicrobioom te zijn terechtgekomen dat de evolutionaire relaties van de gastheren niet lijkt te volgen."

De variabiliteit tussen verwante soorten die vergelijkbare diëten delen, geeft aan dat, tenminste bij vogels en vleermuizen, een specifieke microbiële balans is misschien niet zo cruciaal voor het ondersteunen van een normale spijsvertering.

Dit betekent dat de evolutionaire vereisten voor het adopteren van vluchten mogelijk directe, diepgaande effecten op het microbioom, en roept vragen op over welke andere soorten evolutionaire druk microbiële gemeenschappen zouden kunnen beïnvloeden.

"Als je veel bacteriën in je darmen draagt, het kan behoorlijk zwaar zijn en middelen van je wegnemen, " zei Holly Lutz, doctoraat, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Kindergeneeskunde aan de UC San Diego School of Medicine en onderzoeksmedewerker bij Chicago's Field Museum.

"Dus als je een dier bent dat echt hoge energetische eisen stelt, zeg omdat je vliegt, je kunt het je misschien niet veroorloven om al die bacteriën rond te dragen, en je kunt het je misschien niet veroorloven om ze te voeden of met ze om te gaan."

De onderzoekers zien deze dataset als een nieuwe kans om toekomstig onderzoek naar de evolutie van microbiomen en hun belang voor verschillende soorten te helpen informeren.

"Als mensen, we hebben altijd gedacht dat we heel speciaal zijn, "zei Song. "En we zouden kunnen zijn, maar we leven in een wereld die veel ouder is dan wij. Dit werk helpt ons de evolutie en ecologie van gastheer-microbe-relaties beter te begrijpen, en ik denk dat het ons zal helpen onszelf beter te begrijpen."

"Deze studie vertelt ons veel over grootschalige evolutiepatronen in de darm van gewervelde dieren, maar er is nog veel meer te doen, " zei Ridder, professor aan de UC San Diego School of Medicine en Jacobs School of Engineering en directeur van het Center for Microbiome Innovation.

"We moeten functionele studies uitvoeren met metagenomics en metabolomics, en microben in andere delen van het lichaam te begrijpen, hoe ze veranderen tijdens de ontwikkeling, en hoe ze interageren met omgevingsmicroben in zowel het wild als in gevangenschap om de diergezondheid te beïnvloeden. Als we deze principes bij duizenden andere soorten begrijpen, kunnen we die van onszelf begrijpen."

• Studie vindt verwaarloosbare glutenoverdracht wanneer kinderen Play Doh gebruiken,
• Klasactiviteiten vormen een laag risico op schadelijke glutenblootstelling bij kinderen met coeliakie