Infografija: mikrobiomu pagrįsti prisitaikymai gyvūnams

The Scientist Magazine®

IRgyvūnų žarnyne yra daug mikrobų, tačiau šios bendruomenės poveikis šeimininkų evoliucinėms trajektorijoms yra neaiškus. Tyrėjai dabar naudoja eksperimentų ir stebėjimo tyrimų derinį, kad ieškotų mikrobiomų sukeliamo šeimininko prisitaikymo požymių.

Sparti evoliucija lauko eksperimente

© Michelle Kondrich

Pensilvanijos universiteto mokslininkai suskaidė didelę vaisinių muselių populiacijąDrosophila melanogaster) suskirstyti į 14 grupių po 20 individų ir kiekvieną grupę pasodinti ant persikų medžio, uždengto tinkliniu narvu. Kiekviena populiacija buvo suteikta Laktobacilos– surištas maistas (kairėje), Acetobakterija– suvarstytas maistas (dešinėje) arba maistas be bakterijų (neparodytas). Po penkių kartų komanda surinko muses genomo sekos nustatymui ir nustatė, kad grupės skiriasi priklausomai nuo maisto, kurį joms davė. (Grafika iliustruoja vieną galimą variacijos viename lokuse scenarijų.) Kai kurie pastebėti alelių dažnio pokyčiai atitiko laukinių vaisinių musių populiacijų, kurių mityboje yra skirtingos koncentracijos Laktobacilos ir Acetobakterija rūšys, o tai rodo, kad mikrobai gali padėti paskatinti adaptacinę evoliuciją ir realiame pasaulyje.

Mikrobiomų keitimas tarp glaudžiai susijusių rūšių

© Michelle Kondrich

Evoliucijos biologai prognozuoja, kad jei gyvūnų populiacija prisitaikė prie savo žarnyno mikrobiomų, tada šios populiacijos individai turėtų susilpnėti, kai jiems bus suteikta nepažįstamų mikrobiomų. Mokslininkai neseniai pranešė apie įrodymus, atitinkančius šią prognozę, naudodami giminingas pelių rūšis. Musu raumuo buvo geresnis (matuojamas pagal augimą ir mažą uždegimo greitį), kai buvo implantuotas mikrobiomas, persodintas iš kitų M. musculus nei su trijų glaudžiai susijusių rūšių mikrobiomais, o atskiros pelės tinkamumas koreliavo su giminystės laipsniu su jos donorų rūšimis.

Galimas mikrobiomų paveiktas prisitaikymas žmonėms

© Michelle Kondrich

Suaugusiųjų gebėjimas virškinti laktozę yra unikalus žmogaus bruožas, o kai kurie tyrinėtojai teigia, kad jos evoliucijai įtakos galėjo turėti žarnyno mikrobiomas. Kaip ir kiti žinduoliai, protėviai žmonės laktazės fermentą gamindavo tik kūdikystėje. Tačiau, skirtingai nei kiti žinduoliai, šie žmonės tam tikru momentu pradėjo vartoti pieną suaugę. Iš pradžių, remiantis teorija, jų žarnyne būtų buvę laktozę virškinančių bakterijų, kurios suskaidė cukrų ir panaudojo didžiąją dalį dėl to išsiskiriančios energijos, o šeimininkui liko tik šiek tiek. Jei pritrūktų kitokio maisto nei pienas, žmonės būtų patyrę intensyvų atrankos spaudimą gauti daugiau energijos iš šio maisto šaltinio, o tai reiškia, kad bet kokia mutacija, suteikusi suaugusiems galimybę virškinti savo laktozę, greičiausiai būtų buvusi palanki. Laktozę virškinančių bakterijų vėliau gali sumažėti šių žmonių žarnyne, nes dabar jos turi konkuruoti su šeimininku dėl maisto – mokslininkų teigimu, šis modelis atitinka kai kuriuos dabartinių žmonių populiacijų stebėjimus.

Skaityti pilna istorija.

Leave a Comment

Your email address will not be published.