Ni mikrobov? Ni problema za gosenice

Anonim

Mikbiobom se zdi vsestranski: ljudje in mnoge druge vrste se zanašajo na milijarde drobnih organizmov v poginu, da pomagajo pri prebavi, metabolizmu in drugih funkcijah. Zdaj znanstveniki na University of Colorado Boulder postavljajo pod vprašaj idejo, da je mikrobiom univerzalen med živalmi.

Gozdarji imajo precej manj bakterij in gliv, ki naselijo črevesje kot druge živali, in mikrobi, ki so v njih, se zdi, da nimajo prepoznavne vloge, razen občasno povzročenih bolezni. Presenetljive ugotovitve kažejo, da ta raznolika skupina žuželk morda ne potrebuje mikrobov in bi lahko privedla do novih odkritij o obsegu in vlogi rezidenčnih mikrobnih skupnosti pri živalih.

Ugotovitve so bile objavljene danes v reviji Zbornik Nacionalne akademije znanosti.

"Na mikrobiološkem polju obstaja prevladujoča predpostavka, da imajo vse živali rezidenčni mikrobiom, " je povedal Tobin Hammer, doktorski kandidat oddelka za ekologijo in evolucijsko biologijo CU Boulder. "Ko sem začel projekt, nisem pričakoval, da se bo to izkazalo."

Hammer je bil radoveden glede vloge mikrobov v gosenicah. Vrstni red Lepidoptera z okoli 180.000 vrstami metuljev in metuljic je dobro preučen, vendar znanstveniki niso bili prepričani, ali imajo gosenice kakšne mikrobne partnerje. Takšni simbionti so pogosti v rastlinojedih živalih. ki pogosto potrebujejo pomoč pri prebavljanju težkih, vlaknatih rastlin. Hammer je mislil, da so tudi rastlinske gosenice morda gosti skupnost bakterij in gliv.

Hammer in njegovi sodelavci so zbirali fekalne vzorce iz gosenic v Colorado, Arizona, New Hampshire, Massachusetts in Costa Rica. Izvlekli so DNK iz teh iztrebkov in iz listja iz obrata, na katerega gosenica gneča. Znanstveniki so za primerjavo uporabili tudi druge živali iztrebke, vključno z vzorci, najdenimi na terenu in v laboratoriju.

V primerjavi z drugimi živalmi so gosenice imele približno 50.000 krat manj mikrobov. Če so človeški črevesji kot deževni gozdu v smislu mikrobne obilje, je Hammer dejal, da so gobi kot puščava.

Večina mikrobnih DNK, ki so jo znanstveniki našli znotraj goseničarjev, so ujemali z mikrobi na rastlinskem listu, kar kaže, da so bili mikrobi pretežno zaužiti iz okolice. Nasprotno pa druge živali prikrajšajo mikrobne skupnosti, ki so veliko bolj ločene od njihovega okolja.

Da bi ugotovili, ali so redki mikrobi v goseničnem črevesju imeli vlogo, so znanstveniki izvedli drugi poskus. Dvignili gosenice v plastične vrečke in škropili svojo hrano z antibiotiki, da bi ubili vse, kar živi v njihovih črevesjih. Gosenice z antibiotiki so rasle in se razvile v odrasle osebe brez kakršnih koli ovir, na videz neovirano zaradi pomanjkanja mikrobov. Pri drugih žuželkah so podobni poskusi povzročili zakasnelo rast in smrt.

"Gozdarji delujejo bistveno drugače kot veliko drugih živali, " je dejal Hammer.

Raziskave kažejo, da obstajajo kompromisi za gostovanje mikrobioma. Mikrobi lahko razkrojijo hranila iz gostitelja in se lahko premikajo od sožitja do povzročiteljev bolezni. Tudi njihovi gostitelji lahko postanejo ranljivi. Na primer, če bi bile gosenice odvisne od mikroorganizmov, bi bilo mogoče ciljno usmeriti simbionte črevesja na gosenicah, ki povzročajo pridelke s posebnimi pesticidi. Gosenica s preprostim življenjskim slogom neprekinjenega prehranjevanja morda preprosto ne bo imela koristi od nobenih mikrobov.

Medtem ko obstajajo dokazi, da imajo metulji več mikrobov kot gosenice, je korist za metulj še vedno nejasna. Hammer namerava preučiti to razmerje v prihodnosti in upa, da bodo ugotovitve vodile k večjim odkritjem edinstvenih ali odsotnih mikroorganizmov. Špekulira, da so drugi raziskovalci v preteklosti našli podobne rezultate, vendar jih niso poročali, ker so bili netočni.

Širokopasovno raziskovanje spodbuja znanstvenike, naj razmislijo o stroških in koristih mikrobioma in zakaj bi lahko organizem sprejel mikrobno skupnost.

"Mislim, da nas bo spodbudilo, da ponovno preučimo, kako raznolike so te živali mikrobne združbe, " je dejal Hammer.

menu
menu