Zarnu baktērijas: kā sikspārņi "maina paradigmu"

Nesen veiktā sikspārņu mikrobioma izmeklēšana atklāj, ka tie ievēro atšķirīgus noteikumus nekā citi zīdītāji. Autori domā, vai šīs atšķirības var padarīt tās uzņēmīgākas pret vides izmaiņām.

Jauns raksts pēta sikspārņu zarnu baktērijas.

Lai iegūtu vairāk pētījumu atbalstītas informācijas par mikrobiomu un to, kā tas ietekmē jūsu veselību, lūdzu, apmeklējiet mūsu specializēto centru.

Zarnu baktērijas ir vitāli svarīgas cilvēku veselībai. Mūsu pastāvīgie mikrobi palīdz mums sagremot pārtiku, taču to loma paplašinās, nevis tikai to pārstrāde.

Zinātnieki atrod arvien vairāk pierādījumu tam, ka mūsu zarnu baktērijām varētu būt nozīme dažādos veselības apstākļos.

Cilvēki nav vieni, kad runa ir par mikrobiomu. Visiem zīdītājiem, patiesi lielākajai daļai dzīvnieku, ir mikrobu leģions, kas dzīvo uz tiem un tajos.

Tā kā zarnu baktērijas evolūcijas laikā ir dzīvojušas tandēmā ar zīdītājiem, tās ir attīstījušās kopā. Daudzos gadījumos viņi ir attīstījušies, lai izdzīvošanai būtu vajadzīgi viens otram.

Šīs koprevolūcijas dēļ sugām, kas ir ciešāk saistītas, parasti ir līdzīgi mikrobiomi, turpretī sugām, kas ir tikai tālu saistītas, ir mazāka līdzība.

Šī mikrobioma tendence cieši sakrist ar divām radniecīgām sugām tiek saukta par filosimbiozi.

Pārsteidzoši jauns pētījums atklāj, ka šis noteikums neattiecas uz sikspārņiem. Zinātnieki publicēja savus rezultātus žurnālā mSistēmas.

Noteikumu pārkāpšana

Pašreizējā pētījumā zinātnieki atklāja, ka pat cieši saistītām sikspārņu sugām mikrobiomas ir ievērojami atšķirīgas. Tas secina, ka zarnu baktērijas var nebūt tikpat svarīgas sikspārņiem.

“Tas maina paradigmu, saskaņā ar kuru mēs darbojāmies, ka dzīvniekiem gremošanai un barības vielu iegūšanai nepieciešami mikrobi. Tas attiecas uz mums, bet varbūt ne visām sugām. ”

Galvenā autore Holly Lutz no Čikāgas lauka muzeja, IL

Lai izpētītu sikspārņu zarnu baktērijas, pētnieki no 497 sikspārņiem ņēma paraugus no ādas, mēles un zarnām. Kopumā viņi analizēja 31 sugu no Ugandas un Kenijas.

Zinātnieki salīdzināja šajos paraugos esošo ģenētisko materiālu, lai izveidotu priekšstatu par sugām, kas dzīvo katra sikspārņa noteiktos apgabalos.

Pirmkārt, autori atzīmēja, ka uz ādas bija vairāk baktēriju daudzveidības nekā mutē vai zarnās. Šis atklājums atbilst citu zīdītāju pētījumiem.

Tomēr sikspārņi no pārējiem zīdītājiem atšķīrās vienā pārsteidzošā veidā - šķiet, ka viņu mikrobiomas neatbilst evolūcijas modelim. Citiem vārdiem sakot, sikspārņi neuzrāda filosimbiozi.

Iepriekšējie pētījumi ir devuši mājienu par šo novirzi no noteikuma, taču iepriekšējiem pētījumiem nav bijis pieejams tik plašs savvaļas sugu klāsts.

"Būtībā nav sakarības starp sikspārņu mikrobiomu un sikspārņu evolūcijas vēsturi," skaidro Luts.

Viņa turpina: "Jūs varētu sagaidīt līdzīgu mikrobiomu parādīšanos cieši saistītās sikspārņu sugās, ja šie dzīvnieki izdzīvošanai būtu ļoti atkarīgi no viņu baktērijām. Tas lielā mērā ir tas, ko mēs esam redzējuši citiem pētītajiem zīdītājiem, bet sikspārņiem to vienkārši nav. "

Labākais baktēriju veidu prognozētājs, kas atrodams sikspārņu sugu zarnās, bija tā dzīvesvieta. Citiem vārdiem sakot, ja divi vienas sugas sikspārņi dzīvotu dažādās vietās, kur viņiem būtu pieejami dažādi pārtikas produkti, to mikrobiomi būtu ļoti atšķirīgi. Tomēr, ja viņi dzīvotu plecu pie pleca vienā un tajā pašā ekoloģiskajā nišā, vairāk nekā iespējams, ka viņu mikrobiomas būtu līdzīgas.

Pētnieki arī atklāja, ka sikspārņiem, kas dzīvo augstāk, mikrobioms ir daudzveidīgāks. Pēc autoru domām, sakarība starp augstumu un mikrobu daudzveidību jau iepriekš "tika novērota abinieku ādas un kalnu augsnes pētījumos".

Baktēriju patvērums, kas pazīstams kā Firmicutes, parasti dominē zīdītāju zarnu mikrobiomās. Šeit atkal sikspārņi atšķiras. Sikspārņu mikrobiomā ir salīdzinoši daudz proteobaktēriju, kas vairāk atgādina putnus.

Kāpēc sikspārņi atšķiras?

Autori uzskata, ka šo neparasto atradumu var izraisīt sikspārņu novatoriskais transporta veids - viņi ir vienīgie zīdītāji, kas sasnieguši lidojumu ar motoru (nevis slīdējuši). Lai uzturētos gaisā, nūjas anatomijai ir jāpielāgojas.

Salīdzinot ar citiem līdzīga izmēra zīdītājiem, sikspārņiem ir īsa zarna, kas nozīmē, ka viņiem ir mazāk zarnu audu un mazāk pārtikas. Zinātnieki uzskata, ka šī adaptācija viņiem palīdzēja samazināt svaru, padarot lidošanu mazāk enerģijas intensīvu.

Kā skaidro Luts, ja jūs lidojat, "jūs nevarat nēsāt līdzi nebūtiskus priekšmetus".

Pateicoties viņu īsākajai zarnai, ēdiens sikspārņu gremošanas sistēmas garumā pārvietojas tikai 15–30 minūtēs. Īsāka zarnu darbība varētu nozīmēt, ka sikspārņiem nekad nav bijusi iespēja izveidot ciešu saikni ar baktērijām bez īpašniekiem.

No ekoloģiskā viedokļa zinātnieki domā, vai vides izmaiņas sikspārņiem varētu būt īpaši kaitīgas. Stabila zarnu baktēriju populācija palīdz saglabāt imūnsistēmas veselību.

Ja sikspārņu zarnu baktērijas mainās, reaģējot uz tās apkārtni, jebkuras vides izmaiņas var ietekmēt arī viņu imūnsistēmu.

“Sikspārņi var būt ļoti uzņēmīgi pret vides izmaiņām. Ja viņiem ir pārejoša mikrobioma, viņiem var nebūt visstabilākie aizsardzības mehānismi. Cilvēku izraisīti vides traucējumi ir ļoti svarīgs jautājums. Sikspārņi var būt īpaši trausli un vairāk pakļauti riskam. ”

Galvenā autore Holly Lutz

Tomēr var gadīties, ka sikspārņi vienkārši ir mazāk atkarīgi no sava mikrobioma nekā citi zīdītāji.

Dokumentā ar nosaukumu “Ne visiem dzīvniekiem ir vajadzīga mikrobioma”, apgalvots, ka “dzīvniekiem ir nepārtraukta paļaušanās uz mikrobu simbiontiem”. Citiem vārdiem sakot, dažas sugas nevar izdzīvot bez savas mikrobiomas; dažām sugām var būt grūtības uzplaukt bez savējām, bet galu galā tās izdzīvo, bet citām mikrobioms vispār nav vajadzīgs.

Mikrobioma pasaule ir detalizēta un niansēta; kā vienmēr, pētniekiem jāveic daudz vairāk darba.