Střevní bakterie: Jak netopýři „mění paradigma“

Nedávné vyšetřování mikrobiomu netopýrů zjistilo, že se řídí jinými pravidly než ostatní savci. Autoři se ptají, zda by tyto rozdíly mohly způsobit, že budou náchylnější k environmentálním změnám.

Nový článek zkoumá střevní bakterie netopýrů.

Další informace o mikrobiomu a jeho vlivu na zdraví podporované výzkumem najdete v našem vyhrazeném centru.

Bakterie ve střevě jsou pro lidské zdraví životně důležité. Naše rezidentní mikroby nám pomáhají trávit jídlo, ale jejich role se rozšiřuje dále, než jen jednoduše zpracovávat.

Vědci nalézají stále více důkazů o tom, že naše střevní bakterie mohou hrát roli v řadě zdravotních podmínek.

Lidé nejsou sami, pokud jde o mikrobiom. Všichni savci, vlastně většina zvířat, mají legii mikrobů, kteří na nich a v nich žijí.

Protože střevní bakterie žily v evolučním čase ve tandemu se savci, vyvinuly se společně. V mnoha případech se vyvinuly tak, že se navzájem potřebují k přežití.

Kvůli této koevoluci mají druhy, které jsou více příbuzné, tendenci mít podobné mikrobiomy, zatímco druhy, které jsou jen vzdáleně příbuzné, sdílejí méně podobností.

Tato tendence mikrobiomu těsně se shodovat mezi dvěma příbuznými druhy se nazývá fylosymbióza.

Překvapivá nová studie zjistila, že toto pravidlo neplatí pro netopýry. Vědci zveřejnili své výsledky v časopise mSystémy.

Porušování pravidel

V současné studii vědci zjistili, že i blízce příbuzné druhy netopýrů mají výrazně odlišné mikrobiomy. To naznačuje, že střevní bakterie nemusí být pro netopýry tak zásadní.

"Posouvá to paradigma, podle kterého operujeme, že zvířata potřebují mikroby pro trávení a získávání živin." To platí pro nás, ale nemusí to platit pro všechny druhy. “

Hlavní autorka Holly Lutz z Chicagského polního muzea v IL

K vyšetření střevních bakterií netopýrů vědci odebrali vzorky kůže, jazyků a vnitřností 497 netopýrů. Celkově analyzovali 31 druhů z Ugandy a Keni.

Vědci porovnali genetický materiál přítomný v těchto vzorcích, aby vytvořili obraz druhů žijících ve specifických oblastech každého netopýra.

Autoři nejprve poznamenali, že na pokožce byla větší bakteriální rozmanitost než v ústech nebo střevech. Toto zjištění je v souladu s výzkumem u jiných savců.

Netopýři se však odlišovali od ostatních savců jedním nápadným způsobem - zdá se, že jejich mikrobiomy nenásledují evoluční vzorec. Jinými slovy, netopýři nevykazují fylosymbiózu.

Dřívější studie naznačovaly tuto odchylku od pravidla, ale předchozí studie neměly přístup k tak širokému spektru divokých druhů.

"Mezi mikrobiomem netopýra a jeho evoluční historií v podstatě neexistuje žádný vztah," vysvětluje Lutz.

Pokračuje: „Čekali byste, že podobné mikrobiomy uvidíte u blízce příbuzných druhů netopýrů, pokud tato zvířata budou na přežití silně záviset na jejich bakteriích. To je do značné míry to, co jsme viděli u jiných savců, které byly studovány, ale u netopýrů to prostě není. “

Nejlepší prediktor typů bakterií nalezených ve střevě druhu netopýra byl tam, kde žije. Jinými slovy, pokud by dva netopýři stejného druhu žili na různých místech, kde měli přístup k různým potravinám, jejich mikrobiom by byl velmi odlišný. Pokud by však žili bok po boku ve stejném ekologickém výklenku, je více než pravděpodobné, že jejich mikrobiomy by byly podobné.

Vědci také zjistili, že netopýři žijící ve vyšších nadmořských výškách mají rozmanitější mikrobiom. Podle autorů byl vztah mezi nadmořskou výškou a mikrobiální rozmanitostí dříve „pozorován ve studiích obojživelníků a horské půdy“.

Kmen bakterií známých jako Firmicutes obvykle dominuje ve střevních mikrobiomech savců. Tady se opět netopýři liší. Mikrobiom netopýrů má relativní hojnost proteobakterií, které více připomínají ptáky.

Proč se netopýři liší?

Autoři se domnívají, že toto neobvyklé zjištění může být způsobeno inovativním způsobem přepravy netopýrů - jsou jedinými savci, kteří dosáhli motorového letu (spíše než klouzání). Aby zůstal ve vzduchu, anatomie netopýra se musela přizpůsobit.

Ve srovnání s jinými savci podobné velikosti mají netopýři krátké střevo, což znamená, že mají méně střevní tkáně a méně potravy. Vědci se domnívají, že tato adaptace jim pomohla snížit váhu, což snížilo energetickou náročnost létání.

Jak vysvětluje Lutz, pokud létáte, „nemůžete nosit nepodstatné věci.“

Díky kratšímu střevu jídlo prochází trávicí soustavou netopýra za pouhých 15–30 minut. Kratší střevo může znamenat, že netopýři nikdy neměli šanci vytvořit si pevné spojení se svými bakteriálními pasažéry.

Z ekologického hlediska si vědci kladou otázku, zda by změny prostředí mohly být pro netopýry obzvláště škodlivé. Stabilní populace střevních bakterií pomáhá udržovat imunitní systém zdravý.

Pokud se střevní bakterie netopýrů změní v reakci na své okolí, mohou mít jakékoli změny prostředí dopad i na jejich imunitní systém.

"Netopýři mohou být velmi citliví na změny životního prostředí." Pokud mají přechodný mikrobiom, nemusí mít nejstabilnější obranné mechanismy. Porušení životního prostředí způsobené člověkem je velmi důležitou otázkou. Netopýři mohou být mimořádně křehcí a více ohroženi. “

Hlavní autorka Holly Lutz

Může se však stát, že netopýři jsou na svůj mikrobiom jednoduše méně závislí než ostatní savci.

Článek s názvem „Ne všechna zvířata potřebují mikrobiom“ tvrdí, že „zvířata se spoléhají na kontinuum spoléhání se na mikrobiální symbionty.“ Jinými slovy, některé druhy nemohou přežít bez svého mikrobiomu; některé druhy se mohou snažit prospívat i bez nich, ale nakonec přežijí a jiné mikrobiom vůbec nepotřebují.

Svět mikrobiomu je podrobný a jemný; jako vždy musí vědci vykonat mnohem více práce.