Почти все млекопитающие, включая человека, полагаются на сообщество полезных бактерий, живущих в нашем кишечнике, которые помогают нам переваривать пищу и бороться с болезнями. Мы эволюционировали вместе с этими бактериями до такой степени, что близкородственные виды имеют похожие микробиомы в кишечнике. Ученые только что обнаружили, что летучие мыши нарушают это правило. Это говорит нам о том, что летучие мыши, вероятно, не полагаются на свой микробиом, как другие млекопитающие - мы думаем, что это потому, что они летают.
Сейчас в вашем кишечнике живут триллионы бактерий, составляющих около одного процента от веса вашего тела. Они должны быть там - они нужны нам, чтобы переваривать пищу и бороться с болезнями. То же верно и для большинства млекопитающих; в общем, почти каждое млекопитающее, от собак до дельфинов, зависит от сообщества 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, противоречит 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 парадигму, в которой мы работаем, согласно которой животным нужны микробы для пищеварения и получения питательных веществ. Это верно для нас, но может быть верно не для всех видов», - говорит ведущий автор исследования Холли Лутц. научный сотрудник Чикагского музея Филда и научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего.«Тенденции, которые мы наблюдаем, предполагают, что летучие мыши, возможно, не зависят от бактерий так, как многие другие млекопитающие, и что они могут прекрасно выжить без строгого набора бактерий в их кишечнике, которые помогают им переваривать пищу».
Чтобы узнать об отношениях между летучими мышами и их микробами, Лутц и ее коллеги взяли образцы бактерий с кожи, языков и кишок 497 летучих мышей 31 вида в Кении и Уганде. Затем команда сравнила генетические коды бактерий.
Исследователи обнаружили, что в кишечнике летучих мышей обитает меньше видов бактерий, чем во рту и на коже. Более того, виды бактерий, живущих в кишечнике летучих мышей, варьировались от вида к виду, не следуя какой-либо явной эволюционной закономерности. Это показалось ученым странным, поскольку для большинства других изученных млекопитающих близкородственные хозяева имеют более схожие микробиомы, модель, называемая «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. «Вы могли бы ожидать увидеть похожие 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 - к какому виду относится летучая мышь - по-прежнему является важным фактором в прогнозировании микробиома, это может быть просто связано с тем, где живут эти летучие мыши и чем они питаются. Другими словами, микробиом летучих мышей может быть результатом бактерий, которые летучие мыши подхватывают из окружающей среды, а не 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 тем, где живут летучие мыши, чем с тем, где эти летучие мыши попадают на генеалогическое древо летучих мышей, указывает на то, что развитие особых отношений с правильными кишечными бактериями, возможно, не было так важно для летучих мышей, как это было для них. другие млекопитающие.
Латц 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 чрезвычайно укороченный кишечник», - объясняет она. Пища проходит через пищеварительную систему летучей мыши всего за пятнадцать-тридцать минут, что в три раза меньше, чем у грызуна такого же размера. Вероятно, это связано с тем, что длинный извилистый пищеварительный тракт отягощал летучих мышей. «В случае с летучими мышами вы не можете носить с собой предметы первой необходимости. Вам нужно уменьшить вес для полета - вам не нужен тяжелый кишечник». Поскольку у летучих мышей развился короткий пищеварительный тракт, вероятно, для того, чтобы сделать их более легкими для полета, у них, возможно, не развились такие тесные отношения со своими кишечными бактериями, как у нас, наземных млекопитающих.
Открытие того, что микробиомы летучих мышей тесно связаны с окружающим миром, означает, что изменения в этом мире могут подвергнуть летучих мышей опасности. Помимо того, что они помогают переваривать пищу, стабильные кишечные бактерии помогают поддерживать здоровую иммунную систему для борьбы с болезнями, и ученые все еще изучают взаимосвязь между микробами и здоровьем кожи, кишечника и полости рта у диких животных. «Летучие мыши могут быть очень восприимчивы к изменениям окружающей среды - если у них преходящий микробиом, у них могут быть не самые стабильные защитные механизмы», - говорит Лутц. «Нарушения окружающей среды, вызванные деятельностью человека, являются очень важной проблемой. Летучие мыши могут быть очень хрупкими и подвергаться большему риску».
В дополнение к ведущему автору Холли Лутц из Музея Филда, Чикагского университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего, в исследование внесли свой вклад старший автор Джек Гилберт из Калифорнийского университета в Сан-Диего, соавторы Музея Филда Джулиан Кербис Петерханс, Терри Демос и Брюс Паттерсон, Эллиотт Джексон из Корнельского университета, Пол Вебала из Университета Масаи Мара в Кении и Васва Бабьесиза из Сельскохозяйственного университета Сокойн в Танзании.