Tarmbakterier: Hvordan flagermus 'skifter paradigmet'

En nylig undersøgelse af mikrobiomet af flagermus viser, at de følger forskellige regler for andre pattedyr. Forfatterne spekulerer på, om disse forskelle kan gøre dem mere modtagelige for miljøændringer.

Et nyt papir undersøger tarmbakterierne fra flagermus.

For mere information-støttet information om mikrobiomet og hvordan det påvirker dit helbred, besøg vores dedikerede hub.

Tarmbakterier er vitale for menneskers sundhed. Vores hjemmehørende mikrober hjælper os med at fordøje mad, men deres rolle strækker sig længere end blot at behandle den.

Forskere finder stigende beviser for, at vores tarmbakterier kan spille en rolle i en række sundhedsmæssige forhold.

Mennesker er ikke alene, når det kommer til et mikrobiom. Alle pattedyr, faktisk de fleste dyr, har en legion af mikrober, der lever på dem og i dem.

Fordi tarmbakterier har levet sammen med pattedyr gennem hele evolutionstiden, har de udviklet sig sammen. I mange tilfælde har de udviklet sig til at have brug for hinanden for at overleve.

På grund af denne coevolution har arter, der er tættere beslægtede, tendens til at have lignende mikrobiomer, mens arter, der kun er fjernt beslægtede, har færre ligheder.

Denne tendens hos mikrobiomet til at matche tæt mellem to beslægtede arter kaldes fylosymbiose.

En overraskende ny undersøgelse finder ud af, at denne regel ikke gælder for flagermus. Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet mSystemer.

Bryder reglerne

I den nuværende undersøgelse fandt forskerne, at selv tæt beslægtede flagermusarter har signifikant forskellige mikrobiomer. Dette udleder, at tarmbakterier måske ikke er så vigtige for flagermus.

”Det skifter det paradigme, vi har arbejdet under, at dyr har brug for mikrober til fordøjelse og næringsstofopsamling. Det er sandt for os, men det er måske ikke tilfældet for alle arter. "

Hovedforfatter Holly Lutz fra Chicagos Field Museum, IL

For at undersøge flagermusens tarmbakterier tog forskerne prøver fra huden, tungen og tarmen på 497 flagermus. I alt analyserede de 31 arter fra Uganda og Kenya.

Forskerne sammenlignede det genetiske materiale, der er til stede i disse prøver, for at opbygge et billede af arten, der bor i bestemte områder af hver flagermus.

For det første bemærkede forfatterne, at der var mere bakteriel mangfoldighed på huden end i munden eller tarmen. Dette fund er i tråd med forskning hos andre pattedyr.

Flagermus adskilte sig imidlertid fra andre pattedyr på en slående måde - deres mikrobiomer ser ikke ud til at følge et evolutionært mønster. Med andre ord viser flagermus ikke fylosymbiose.

Tidligere undersøgelser har antydet denne afvigelse fra reglen, men tidligere undersøgelser har ikke haft adgang til en så bred vifte af vilde arter.

"Der er stort set intet forhold mellem flagermusmikrobiomet og flagermus evolutionær historie," forklarer Lutz.

Hun fortsætter, ”Du ville forvente at se lignende mikrobiomer i tæt beslægtede flagermusarter, hvis disse dyr var stærkt afhængige af deres bakterier for at overleve. Dette er stort set det, vi har set hos andre pattedyr, der er blevet undersøgt, men det er bare ikke der i flagermus. ”

Den bedste forudsigelse for de typer bakterier, der findes i tarmens arter, var hvor den lever. Med andre ord, hvis to flagermus af samme art boede forskellige steder, hvor de havde adgang til forskellige fødevarer, ville deres mikrobiom være meget forskelligt. Men hvis de boede side om side i den samme økologiske niche, er det mere end sandsynligt, at deres mikrobiomer ville være ens.

Forskerne fandt også, at flagermus, der boede i højere højder, havde et mere forskelligartet mikrobiom. Ifølge forfatterne er der tidligere blevet observeret et forhold mellem højde og mikrobiel mangfoldighed i undersøgelser af amfibiehud og montanjord.

En fylle af bakterier kendt som Firmicutes dominerer normalt pattedyrs tarmmikrobiomer. Også her adskiller flagermus sig igen. Flagermusmikrobiomet har en relativ overflod af Proteobakterier, som minder mere om fugle.

Hvorfor er flagermus forskellige?

Forfatterne mener, at dette usædvanlige fund kan skyldes flagermusens innovative transportform - de er de eneste pattedyr, der har opnået motorflyvning (snarere end svæveflyvning). For at blive luftbåret har flagermusens anatomi måttet tilpasse sig.

Sammenlignet med andre pattedyr af samme størrelse har flagermus en kort tarm, hvilket betyder, at de bærer mindre tarmvæv og mindre mad. Forskere mener, at denne tilpasning hjalp dem med at reducere vægten og gøre flyvningen mindre energiintensiv.

Som Lutz forklarer, "hvis du flyver," kan du ikke bære ikke-vigtige ting rundt. "

Takket være deres kortere tarm bevæger mad sig længden af ​​en flagermus fordøjelsessystem på bare 15-30 minutter. En kortere tarm kan betyde, at flagermus aldrig har haft en chance for at danne tætte forbindelser med deres bakterieforstyrrelser.

Fra et økologisk synspunkt undrer forskerne sig over, om ændringer i miljøet kan være særligt skadelige for flagermus. At have en stabil population af tarmbakterier hjælper med at holde immunsystemet sundt.

Hvis en flagermuss tarmbakterier ændrer sig som reaktion på omgivelserne, kan eventuelle miljømæssige ændringer også få konsekvenser for deres immunsystem.

”Flagermus kan være meget modtagelige for miljøændringer. Hvis de har et forbigående mikrobiom, har de muligvis ikke de mest stabile forsvarsmekanismer. Menneskeskabte forstyrrelser i miljøet er et meget vigtigt emne. Flagermus kan være ekstra skrøbelig og mere udsat. ”

Hovedforfatter Holly Lutz

Det kan dog være, at flagermus simpelthen er mindre afhængige af deres mikrobiom end andre pattedyr.

Et papir med titlen "Ikke alle dyr har brug for et mikrobiom" argumenterer for, at "dyr spænder over et kontinuum af afhængighed af mikrobielle symbionter." Med andre ord kan nogle arter ikke overleve uden deres mikrobiom; nogle arter kan kæmpe for at trives uden deres, men i sidste ende overleve, og andre har slet ikke brug for et mikrobiom.

Mikrobiomens verden er detaljeret og nuanceret; Som altid er forskere nødt til at udføre meget mere arbejde.