Летучие мыши-вампиры питаются исключительно кровью, что является уникальным способом питания среди млекопитающих. Поэтому давно подозревали, что летучие мыши-вампиры обладают весьма специфическими эволюционными адаптациями, которые должны быть задокументированы в их геноме, и, скорее всего, имеют необычный микробиом, сообщество микроорганизмов, собранных в их пищеварительном тракте, которые могут помочь с перевариванием пищи. кровь. Международная группа ученых, в которую вошли несколько человек из Немецкого института исследований зоопарков и дикой природы им. Лейбница (IZW), проанализировала геном летучих мышей-вампиров и микроорганизмов, живущих в их кишечнике, и задалась вопросом, насколько вирусы, содержащиеся в крови, могут повлиять на вампира. летучие мыши. Результаты показывают, что микробиом играет важную роль в решении пищевых и непищевых проблем, связанных с приемом пищи с кровью, и повышении устойчивости к вирусным инфекциям. Поскольку летучие мыши-вампиры переносят бешенство, их часто считают угрозой для домашнего скота. Как оказалось, летучие мыши-вампиры переносят меньше инфекционных вирусов, чем считалось ранее. Эти результаты были опубликованы в журналах Nature Ecology & Evolution и EcoHe alth.
Специализация на уникальном источнике пищи часто требует особой адаптации в геномном контексте. Обыкновенная летучая мышь-вампир (Desmodus rotundus) принадлежит к небольшой группе видов летучих мышей, приспособленных к диете на основе крови (кровоядным). Кормление только кровью представляет собой серьезную проблему, так как в этой диете мало витаминов, липидов и глюкозы и высокое содержание соли. Кровяная диета также подвергает этих животных воздействию большого количества передающихся через кровь патогенов, включая вирусы.
Международная группа ученых, в которую вошли несколько исследователей из Института исследований зоопарков и дикой природы им. Лейбница (IZW), секвенировала и проанализировала как геном летучей мыши-вампира, так и ее микробиом - микроорганизмы, живущие внутри кишечника, - чтобы исследовать специфические приспособления летучих мышей-вампиров к кровожадности. Ученые обнаружили, что микробиом летучих мышей-вампиров сильно отличается от микробиома других плотоядных, насекомоядных или плодоядных летучих мышей. Адаптация к питанию кровью, обеспечиваемая как геномом, так и микробиомом, включает способность справляться с отходами азота и повышенным осмотическим давлением, ассимиляцией железа и изменениями в иммунитете, включая большое количество защитных бактерий, способных производить противовирусные вещества. Во втором исследовании исследователи из Leibniz-IZW и его коллеги из Мексики изучили наличие вирусов в популяциях летучих мышей-вампиров и крупного рогатого скота из того же географического региона. Удивительным открытием было то, что у летучих мышей и крупного рогатого скота не было общих патогенных вирусов. В целом, например, летучие мыши-вампиры несут гораздо меньше ретровирусов, чем другие летучие мыши или другие млекопитающие.
«Чтобы понять специфические эволюционные адаптации животного, важно изучить его с точки зрения, которую мы сейчас называем «хологеномной», которая включает в себя взаимодействие животного с окружающей средой и его микробиомом», - говорит доктор Марина Эскалера. Замудио, бывший аспирант Leibniz-IZW, а в настоящее время постдокторант Оксфордского университета.
Концепция хологеномной эволюции утверждает, что и животное, и его микробиом подвержены естественному отбору и претерпевают изменения из-за конкретных обстоятельств окружающей среды животного. Таким образом, диетическая специализация может потребовать эволюционных изменений как в геноме, так и в микробиоме, которые, в свою очередь, влияют на пищеварение, функцию почек и иммунную систему. «У летучих мышей-вампиров микробиом не только помогает перерабатывать бедную питательными веществами пищу, которую хозяину трудно переваривать, но и способствует защите хозяина от вирусов, передающихся через кровь. Это действительно хороший пример взаимозависимости между хозяином и хозяином. и его бактериальное сообщество в ходе эволюционного процесса», - говорит Эскалера-Самудио.
Оба исследования предполагают, что для определения риска передачи вирусов летучими мышами необходимо принимать во внимание экологию хозяина и видовую адаптацию.