Прямо сейчас в вашем кишечнике живут триллионы бактерий, составляющих около одного процента веса вашего тела. Они должны быть там – они нужны нам, чтобы помогать нам переваривать пищу и бороться с болезнями.
То же верно и для большинства млекопитающих; в общем, почти каждое млекопитающее, от собак до дельфинов, полагается на сообщество полезных бактерий, называемых микробиомом, живущих внутри них для здоровья и выживания. Многие животные даже эволюционировали вместе со своими кишечными бактериями, чтобы лучше работать вместе, до такой степени, что близкородственные виды-хозяева обычно имеют более похожие микробиомы. Но новое исследование выявило одну группу млекопитающих, которая, кажется, противостоит этой тенденции: летучие мыши.
Новая статья в mSystems показывает, что микробиомы близкородственных летучих мышей могут полностью отличаться друг от друга, что предполагает, что наличие сообщества полезных кишечных бактерий может быть не так важно для этой и без того эксцентричной группы млекопитающих.
"Это меняет нашу парадигму, согласно которой животным необходимы микробы для пищеварения и усвоения питательных веществ. Это верно для нас, но может быть верно не для всех видов », – говорит ведущий автор Холли Лутц, научный сотрудник Чикагского полевого музея и научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Наблюдаемые нами тенденции предполагают, что летучие мыши могут не зависеть от бактерий, как многие другие млекопитающие, и что они могут прекрасно выжить без строгого набора бактерий в кишечнике, который помогает им переваривать пищу."
Чтобы узнать о взаимосвязи между летучими мышами и их микробами, Лутц и ее коллеги взяли образцы бактерий с кожи, языков и кишечников 497 летучих мышей 31 вида из Кении и Уганды.
Затем команда сравнила генетические коды, присутствующие в бактериях.
Исследователи обнаружили, что в кишечнике летучих мышей меньше видов бактерий, чем во рту и на коже. Более того, виды бактерий, обитающих в кишечнике летучих мышей, варьировались от вида к виду, не следуя какой-либо очевидной эволюционной схеме.
Это показалось ученым странным, поскольку у большинства других изученных млекопитающих близкородственные хозяева имеют более похожие микробиомы, и эта закономерность называется «филосимбиозом»."Летучие мыши, кажется, играют по другому набору правил.
«По сути, нет никакой связи между микробиомом летучих мышей и историей эволюции летучих мышей», – говорит Лутц. "Можно было бы ожидать увидеть аналогичные микробиомы у близкородственных видов летучих мышей, если бы эти животные сильно зависели от своих бактерий для выживания. Это в основном то, что мы видели у других изученных млекопитающих, но у летучих мышей этого просто нет."Хотя идентичность хозяина – вид летучей мыши – по-прежнему является важным фактором в прогнозировании микробиома, это может быть просто связано с тем, где живут эти летучие мыши и что они едят.
Другими словами, микробиом летучих мышей может быть результатом бактерий, которые летучие мыши получают из окружающей среды, а не из-за эволюционной предрасположенности к размещению определенных бактерий. «Один и тот же вид летучих мышей в пяти местах может содержать пять очень разных микробных сообществ», – говорит Лутц. Тот факт, что кишечные бактерии летучих мышей более тесно связаны с местом обитания летучих мышей, чем с тем местом, где эти летучие мыши падают на генеалогическое древо летучих мышей, указывает на то, что развитие особых отношений с правильными кишечными бактериями могло быть не так важно для летучих мышей, как это было для летучих мышей. другие млекопитающие.
Лутц подозревает, что уникальные отношения летучих мышей с кишечными бактериями связаны с другой чертой, которая отличает их от других млекопитающих: их способностью летать.
«У летучих мышей кишечник очень укорочен», – объясняет она. Пища проходит через пищеварительную систему летучей мыши всего за пятнадцать-тридцать минут, что на треть меньше, чем у грызуна такого же размера. Вероятно, потому что длинный извилистый пищеварительный тракт утяжелит летучих мышей. "Летучие мыши не могут носить с собой ненужные вещи.
Вам нужно снизить вес для полета – вам не нужен тяжелый кишечник."Поскольку у летучих мышей появились короткие пищеварительные тракты, предположительно для того, чтобы облегчить им полет, у них, возможно, не сложились такие же интимные отношения со своими кишечными бактериями, как у наземных млекопитающих.
Открытие того, что микробиомы летучих мышей тесно связаны с окружающим их миром, означает, что изменения в этом мире могут подвергнуть летучих мышей опасности.
Помимо помощи в переваривании пищи, стабильные кишечные бактерии помогают поддерживать здоровую иммунную систему, чтобы бороться с болезнями, и ученые все еще изучают взаимосвязь между микробами и здоровьем кожи, кишечника и полости рта у дикой природы. «Летучие мыши могут быть очень восприимчивы к изменениям окружающей среды – если у них временный микробиом, у них могут быть не самые стабильные защитные механизмы», – говорит Лутц. «Нарушение окружающей среды по вине человека – очень важная проблема. Летучие мыши могут быть очень хрупкими и подвергаться большему риску."
Помимо ведущего автора Холли Лутц из Полевого музея Чикагского университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего, участие в исследовании внесли старший автор Джек Гилберт из Калифорнийского университета в Сан-Диего, соавторы Полевого музея Джулиан Кербис Петерханс, Терри Демос и Брюс. Паттерсон, Эллиот Джексон из Корнельского университета, Пол Вебала из Университета Масаи Мара в Кении и Васва Бэбиесиза из Сельскохозяйственного университета Сокойне в Танзании.