Bakterie jelitowe: Jak nietoperze zmieniają paradygmat

Niedawne badanie mikrobiomu nietoperzy wykazało, że przestrzegają one innych zasad niż inne ssaki. Autorzy zastanawiają się, czy te różnice mogą uczynić je bardziej podatnymi na zmiany środowiskowe.

Nowa praca dotyczy bakterii jelitowych nietoperzy.

Aby uzyskać więcej popartych badaniami informacji na temat mikrobiomu i jego wpływu na zdrowie, odwiedź nasze dedykowane centrum.

Bakterie jelitowe są niezbędne dla zdrowia ludzkiego. Nasze obecne mikroby pomagają nam trawić pokarm, ale ich rola wykracza poza zwykłe przetwarzanie.

Naukowcy znajdują coraz więcej dowodów na to, że nasze bakterie jelitowe mogą odgrywać rolę w szeregu chorób.

Ludzie nie są sami, jeśli chodzi o mikrobiom. Wszystkie ssaki, a nawet większość zwierząt, mają legion mikrobów, które żyją na nich iw nich.

Ponieważ bakterie jelitowe żyły w parze ze ssakami przez cały okres ewolucji, ewoluowały razem. W wielu przypadkach ewoluowały, aby potrzebować siebie nawzajem do przetrwania.

Z powodu tej koewolucji gatunki, które są bliżej spokrewnione, mają zwykle podobne mikrobiomy, podczas gdy gatunki, które są tylko daleko spokrewnione, mają mniej podobieństw.

Ta tendencja mikrobiomu do ścisłego dopasowywania się między dwoma spokrewnionymi gatunkami nazywana jest filosymbiozą.

Zaskakujące nowe badanie wykazało, że zasada ta nie dotyczy nietoperzy. Naukowcy opublikowali swoje wyniki w czasopiśmie mSystems.

Łamać zasady

W ramach obecnych badań naukowcy odkryli, że nawet blisko spokrewnione gatunki nietoperzy mają znacząco różne mikrobiomy. Oznacza to, że bakterie jelitowe mogą nie być tak istotne dla nietoperzy.

„To zmienia paradygmat, zgodnie z którym działamy, że zwierzęta potrzebują drobnoustrojów do trawienia i pozyskiwania składników odżywczych. To prawda dla nas, ale może nie być prawdą dla wszystkich gatunków ”.

Główny autor Holly Lutz z Chicago’s Field Museum, IL

Aby zbadać bakterie jelitowe nietoperzy, naukowcy pobrali próbki skóry, języków i wnętrzności 497 nietoperzy. W sumie przeanalizowali 31 gatunków z Ugandy i Kenii.

Naukowcy porównali materiał genetyczny obecny w tych próbkach, aby stworzyć obraz gatunku zamieszkującego określone obszary każdego nietoperza.

Po pierwsze, autorzy zauważyli, że na skórze występuje większe zróżnicowanie bakteryjne niż w jamie ustnej czy jelitach. To odkrycie jest zgodne z badaniami przeprowadzonymi na innych ssakach.

Jednak nietoperze różniły się od innych ssaków w jeden uderzający sposób - ich mikrobiomy nie wydają się podlegać ewolucyjnemu wzorowi. Innymi słowy, nietoperze nie wykazują filosymbiozy.

Wcześniejsze badania wskazywały na to odejście od reguły, ale poprzednie badania nie miały dostępu do tak szerokiej gamy dzikich gatunków.

„Zasadniczo nie ma związku między mikrobiomem nietoperza a historią ewolucji nietoperza” - wyjaśnia Lutz.

Kontynuuje: „Można by się spodziewać podobnych mikrobiomów u blisko spokrewnionych gatunków nietoperzy, jeśli przeżycie tych zwierząt jest silnie uzależnione od bakterii. To w dużej mierze to, co widzieliśmy u innych badanych ssaków, ale po prostu nie ma tego u nietoperzy ”.

Najlepszym predyktorem typów bakterii występujących w jelitach nietoperzy było miejsce ich życia. Innymi słowy, gdyby dwa nietoperze tego samego gatunku żyły w różnych miejscach, gdzie miały dostęp do różnych pokarmów, ich mikrobiom byłby zupełnie inny. Jednak gdyby żyli obok siebie w tej samej niszy ekologicznej, jest więcej niż prawdopodobne, że ich mikrobiomy byłyby podobne.

Naukowcy odkryli również, że nietoperze żyjące na większych wysokościach mają bardziej zróżnicowany mikrobiom. Według autorów związek między wysokością a różnorodnością mikrobiologiczną „obserwowano już w badaniach skóry płazów i gleby górskiej”.

Gromada bakterii znana jako Firmicutes zwykle dominuje w mikrobiomach jelitowych ssaków. Tutaj znowu nietoperze się różnią. W mikrobiomie nietoperza występuje względna obfitość Proteobakterii, które bardziej przypominają ptaki.

Dlaczego nietoperze są inne?

Autorzy uważają, że to niezwykłe odkrycie może być spowodowane innowacyjnym środkiem transportu nietoperzy - są one jedynymi ssakami, które osiągnęły lot z napędem (a nie szybowanie). Aby utrzymać się w powietrzu, anatomia nietoperza musiała się dostosować.

W porównaniu z innymi ssakami o podobnej wielkości nietoperze mają krótkie jelito, co oznacza, że ​​przenoszą mniej tkanki jelitowej i mniej pożywienia. Naukowcy są przekonani, że ta adaptacja pomogła im zmniejszyć wagę, dzięki czemu latanie jest mniej energochłonne.

Jak wyjaśnia Lutz, jeśli lecisz, „nie możesz nosić ze sobą zbędnych rzeczy”.

Dzięki krótszemu jelitowi pokarm przemieszcza się wzdłuż przewodu pokarmowego nietoperza w ciągu zaledwie 15–30 minut. Krótsze jelito może oznaczać, że nietoperze nigdy nie miały okazji nawiązać ścisłych więzi ze swoimi bakteryjnymi pasażerami na gapę.

Z ekologicznego punktu widzenia naukowcy zastanawiają się, czy zmiany w środowisku mogą być szczególnie szkodliwe dla nietoperzy. Stabilna populacja bakterii jelitowych pomaga w utrzymaniu zdrowego układu odpornościowego.

Jeśli bakterie jelitowe nietoperzy zmieniają się w odpowiedzi na otoczenie, wszelkie zmiany środowiskowe mogą mieć również wpływ na ich układ odpornościowy.

„Nietoperze mogą być bardzo podatne na zmiany środowiskowe. Jeśli mają przejściowy mikrobiom, mogą nie mieć najbardziej stabilnych mechanizmów obronnych. Bardzo ważną kwestią są zakłócenia środowiska naturalnego spowodowane przez człowieka. Nietoperze mogą być wyjątkowo delikatne i bardziej narażone ”.

Główny autor Holly Lutz

Jednak może się zdarzyć, że nietoperze są po prostu mniej zależne od swojego mikrobiomu niż inne ssaki.

Artykuł zatytułowany „Nie wszystkie zwierzęta potrzebują mikrobiomu” dowodzi, że „zwierzęta obejmują kontinuum polegające na symbiontach drobnoustrojów”. Innymi słowy, niektóre gatunki nie mogą przetrwać bez swojego mikrobiomu; niektóre gatunki mogą mieć trudności z rozwojem bez swojego, ale ostatecznie przeżywają, a inne w ogóle nie potrzebują mikrobiomu.

Świat mikrobiomu jest szczegółowy i pełen niuansów; jak zawsze naukowcy muszą wykonać znacznie więcej pracy.