Evolučné úpravy môžu viesť k rôznym mikrobiálnym populáciám,

ukazuje štúdiu Nie je žiadnym tajomstvom, že medzi ľuďmi a našimi mikrobiómami je úzky vzťah - spoločenstvá mikróbov, ktoré žijú v nás a na nás. V skutočnosti, vedci môžu zvyčajne uhádnuť, ako môže vyzerať črevný mikrobióm zvieraťa, a to štúdiom príbuzných druhov. Alebo nakoniec, to si mysleli.

Ukazuje sa, že aj keď je v črevných mikrobiómoch u väčšiny druhov cicavcov pozoruhodná predvídateľnosť, niektoré druhy evolučných úprav - ako napríklad let - môžu viesť k drasticky odlišným mikrobiálnym populáciám.

V novej štúdii zverejnenej 7. januára 2020 v mBio , Vedci z Kalifornskej univerzity v San Diegu zistili podobnosť u vtákov a netopierov, ktorá by nebola schopná lietať.

Po spolupráci s desiatkami inštitúcií na celom svete, ktoré zbierali vzorky výkalov od takmer 900 druhov stavovcov a porovnávali ich črevné mikrobiómy, tím bol prekvapený chýbajúcou podobnosťou medzi vtákmi a netopiermi.

Tento výskum naznačuje, že cicavce - vrátane ľudí - môžu byť skôr výnimkou, ako pravidlom, pokiaľ ide o to, do akej miery sú závislí na svojich črevných mikróboch. To predstavuje zmenu paradigmy v tom, ako uvažujeme o zvieratách a vzťahoch, ktoré majú so svojimi mikróbmi. “

Se Jin Song, PhD., spoluautor a vedúci výskumu, Centrum pre inováciu mikrobiómov, UC San Diego

„Celkom nás zaujímalo zistiť, aké druhy faktorov vysvetľujú, prečo majú zvieratá typy črevných mikróbov, ktoré majú, ale chceli sme tiež odpovedať na konkrétnejšie otázky, napríklad keď sa u rôznych zvierat vyvíjajú podobné črty - napríklad adaptácia na extrémnu diétu - vyvíjajú sa ich črevné mikrobiómy tiež podobným spôsobom?

„Keď sme prvýkrát začali s týmto projektom, Myslel som si, že by malo zmysel, že uvidíme podobné asociácie medzi zvieratami a ich črevnými mikróbmi, keď zvieratá zdieľajú podobnú diétu. Našou myšlienkou typu koláč na oblohe bolo, že let môže uložiť podobný typ selekcie, v ktorej sú hostiteľmi mikroorganizmy. Šokujúce bolo, že sme nezistili, že vtáky a netopiere majú navzájom podobný mikrobióm, ale skôr obom chýba špecifický vzťah s mikróbmi. “

Skoršie štúdie naznačovali, že vzťah medzi cicavcami a ich mikróbmi je veľmi starý. To viedlo vedcov k presvedčeniu, že dokážu predpovedať druhy mikróbov, ktoré môže nejaký druh hostovať, a to iba pri pohľade na iné podobné cicavce.

Nový výskum vyvrátil túto myšlienku, zistenie, že netopiere sú medzi cicavcami jedinečné, jednoducho preto, že ich črevné mikrobiómy nie sú predvídateľné z hľadiska typov a množstva mikróbov nachádzajúcich sa v črevách príbuzných druhov. Tento vzor sa skutočne viac podobá vtákom, ktorí majú tiež nepredvídateľné mikrobiálne komunity.

„Čo to znamená, zatiaľ čo niektoré zvieratá majú veľmi stabilné vzťahy so svojimi mikrobiómami, s podobnými bakteriálnymi komunitami pretrvávajúcimi milióny rokov, iní majú oveľa dynamickejšie vzťahy, “povedal spoluautor prvého diela Jon Sanders, PhD., bývalý postdoktorand v laboratóriu UC San Diego spoluautora Roba Knighta, PhD.

„Najprekvapujúcejšie je, Zdá sa, že motorický let je spojený s touto nedostatočnou stabilitou. Zdá sa, že netopiere a vtáky nezávisle skončili na črevných mikrobiómoch, ktoré zrejme nesledujú evolučné vzťahy hostiteľov. “

Variabilita medzi príbuznými druhmi, ktoré zdieľajú podobnú diétu, naznačuje, že aspoň u vtákov a netopierov, špecifická mikrobiálna rovnováha nemusí byť taká dôležitá pre podporu normálneho trávenia.

To znamená, že evolučné požiadavky na prijatie letu môžu mať priame, hlboké účinky na mikrobióm, a vyvoláva otázky o tom, aké ďalšie druhy evolučných tlakov by mohli ovplyvňovať mikrobiálne spoločenstvá.

„Ak máte v čreve veľa baktérií, môže to byť dosť ťažké a môže vám to vziať zdroje, “povedala Holly Lutz, PhD., postdoktorandský výskumný pracovník na Katedre pediatrie na Lekárskej fakulte UC San Diego a výskumný pracovník Chicagského poľného múzea.

„Ak ste teda zviera, ktoré má skutočne vysoké energetické nároky, povedz, pretože letíš, možno si nebudete môcť dovoliť prenášať všetky tie baktérie, a možno si nebudete môcť dovoliť nakŕmiť ich alebo s nimi zaobchádzať. “

Vedci vidia tento súbor údajov ako novú príležitosť pomôcť informovať budúci výskum o vývoji mikrobiómov a ich význame pre rôzne druhy.

„Ako ľudia, vždy sme si mysleli, že sme veľmi zvláštni, "povedala Song." A možno sme, ale žijeme vo svete, ktorý je oveľa starší ako my. Táto práca nám pomáha lepšie porozumieť vývoju a ekológii vzťahov medzi hostiteľom a mikróbmi, a myslím si, že nám to pomôže lepšie porozumieť sebe samým. “

„Táto štúdia nám veľa hovorí o rozsiahlych modeloch evolúcie v čreve stavovcov, ale je tu ešte veľa práce, "povedal Knight, profesor na Lekárskej fakulte UC San Diego a Jacobs School of Engineering a riaditeľ Centra pre inováciu mikrobiómov.

„Potrebujeme vykonať funkčné štúdie s metagenomikou a metabolomikou, a porozumieť mikróbom v iných častiach tela, ako sa menia počas vývoja, a ako interagujú s environmentálnymi mikróbmi vo voľnej prírode aj v zajatí, aby ovplyvnili zdravie zvierat. Pochopenie týchto zásad u tisícov ďalších druhov nám pomôže porozumieť svojim vlastným. "

• Štúdia uvádza zanedbateľný prenos lepku, keď deti používajú Play Doh,
• Činnosti v triede predstavujú nízke riziko expozície škodlivému lepku u detí s celiakiou