Evolusjonære tilpasninger kan føre til forskjellige mikrobielle populasjoner,

viser studie Det er ingen hemmelighet at det er et nært forhold mellom mennesker og mikrobiomene våre - samfunnene av mikrober som lever i og på oss. Faktisk, forskere kan vanligvis gjette hvordan et dyrs tarmmikrobiom kan se ut ved å studere nært beslektede arter. I det minste, det var det de trodde.

Det viser seg at selv om det er en bemerkelsesverdig forutsigbarhet i tarmmikrobiomene hos de fleste pattedyrarter, noen evolusjonære tilpasninger - for eksempel flukt - kan føre til drastisk forskjellige mikrobielle populasjoner.

I en ny studie publisert 7. januar, 2020 i mBio , University of California San Diego forskere fant likheter i fugler og flaggermus utover deres forkjærlighet for flytur.

Etter å ha jobbet med dusinvis av institusjoner rundt om i verden for å samle fekale prøver fra nesten 900 virveldyrarter og sammenligne tarmmikrobiomene, teamet ble overrasket over mangelen på likheter mellom fugler og flaggermus.

Denne forskningen antyder at pattedyr - inkludert mennesker - kan være unntaket snarere enn regelen når det gjelder hvor dypt avhengige de er av tarmmikrober. Dette representerer et paradigmeskifte i hvordan vi tenker om dyr og forholdene de har til mikrober. "

Se Jin Song, PhD, medforfatter og forskningsdirektør, Senter for mikrobiominnovasjon, UC San Diego

"Vi var stort sett interessert i å finne ut hva slags faktorer som forklarer hvorfor dyr har de typer tarmmikrober de gjør, men vi ønsket også å svare på mer spesifikke spørsmål som når forskjellige dyr utvikler lignende egenskaper - for eksempel tilpasning til et ekstremt kosthold - utvikler tarmmikrobiomene seg også på en lignende måte?

"Da vi først startet dette prosjektet, Jeg tenkte at det ville være fornuftig at vi ville se lignende assosiasjoner mellom dyr og tarmmikrober når dyrene delte et lignende kosthold. Vår pie-in-the-sky ide var at flyging kunne pålegge en lignende type utvalg som mikrober dyr er vert for. Det som var sjokkerende var at vi ikke fant at fugler og flaggermus deler et lignende mikrobiom i seg selv, men heller at begge mangler et spesifikt forhold til mikrober. "

Tidligere studier indikerte at forholdet mellom pattedyr og deres mikrober er veldig gammelt. Dette fikk forskere til å tro at de kunne forutsi hvilke typer mikrober en art kan være vert for bare ved å se på andre lignende pattedyr.

Den nye forskningen har veltet den ideen, finne ut at flaggermus er unike blant pattedyr, rett og slett fordi tarmmikrobiomene deres ikke er forutsigbare når det gjelder typer og mengder mikrober som finnes i tarmen til beslektede arter. Dette mønsteret ligner faktisk mer på fugler, som også har uforutsigbare mikrobielle samfunn.

"Det betyr at mens noen dyr ser ut til å ha et veldig stabilt forhold til sine mikrobiomer, med lignende bakteriesamfunn som vedvarer i millioner av år, andre ser ut til å ha mye mer dynamiske forhold, "sa førsteforfatter Jon Sanders, PhD, en tidligere postdoktor ved UC San Diego-laboratoriet til forfatteren Rob Knight, PhD.

"Mest overraskende, drevet fly ser ut til å være forbundet med den mangelen på stabilitet. Flaggermus og fugler ser ut til å ha uavhengig av hverandre endt opp med tarmmikrobiomer som ikke ser ut til å følge vertenes evolusjonære forhold. "

Variasjonen mellom beslektede arter som deler lignende dietter indikerer at, i hvert fall hos fugler og flaggermus, en bestemt mikrobiell balanse er kanskje ikke så kritisk for å støtte normal fordøyelse.

Dette betyr at de evolusjonære kravene for å vedta fly kan ha direkte, dype effekter på mikrobiomet, og reiser spørsmål om hva andre typer evolusjonært press som kan påvirke mikrobielle samfunn.

"Hvis du bærer mange bakterier i tarmen, det kan være ganske tungt og kan ta ressurser fra deg, "sa Holly Lutz, PhD, en postdoktor ved Institutt for pediatri ved UC San Diego School of Medicine og forskningsassistent ved Chicago's Field Museum.

"Så hvis du er et dyr som har virkelig høye energikrav, si fordi du flyr, Du har kanskje ikke råd til å bære alle de bakteriene rundt, og du har kanskje ikke råd til å mate dem eller håndtere dem. "

Forskerne ser på dette datasettet som en ny mulighet til å informere fremtidig forskning om utviklingen av mikrobiomer og deres betydning for forskjellige arter.

"Som mennesker, vi har alltid trodd at vi er veldig spesielle, "sa Song." Og vi kan være det, men vi lever i en verden som er mye eldre enn vi er. Dette arbeidet hjelper oss å bedre forstå utviklingen og økologien til forhold mellom vert og mikrober, og jeg tror det vil hjelpe oss å forstå oss selv bedre. "

"Denne studien forteller oss mye om store evolusjonsmønstre i tarmen hos virveldyr, men det er fortsatt mye mer å gjøre, "sa Knight, professor ved UC San Diego School of Medicine og Jacobs School of Engineering og direktør for Center for Microbiome Innovation.

"Vi må utføre funksjonelle studier med metagenomikk og metabolomikk, og forstår mikrober i andre deler av kroppen, hvordan de endrer seg under utvikling, og hvordan de samhandler med miljømikrober både i naturen og i fangenskap for å påvirke dyrehelsen. Å forstå disse prinsippene hos tusenvis av andre arter vil hjelpe oss å forstå våre egne. "

• Studie finner ubetydelig glutenoverføring når barn bruker Play Doh,
• Klasseromsaktiviteter utgjør lav risiko for skadelig gluteneksponering hos barn med cøliaki