Darmbacteriën: hoe vleermuizen 'het paradigma veranderen'

Een recent onderzoek naar het microbioom van vleermuizen heeft uitgewezen dat ze andere regels volgen dan andere zoogdieren. De auteurs vragen zich af of deze verschillen hen mogelijk gevoeliger maken voor veranderingen in het milieu.

Een nieuw artikel onderzoekt de darmbacteriën van vleermuizen.

Bezoek onze speciale hub voor meer door onderzoek ondersteunde informatie over het microbioom en hoe het uw gezondheid beïnvloedt.

Darmbacteriën zijn essentieel voor de menselijke gezondheid. Onze aanwezige microben helpen ons voedsel te verteren, maar hun rol gaat verder dan alleen het verwerken ervan.

Wetenschappers vinden steeds meer aanwijzingen dat onze darmbacteriën een rol kunnen spelen bij een reeks gezondheidsproblemen.

Mensen zijn niet de enigen als het om een ​​microbioom gaat. Alle zoogdieren, inderdaad de meeste dieren, hebben een legioen microben die op en in hen leven.

Omdat darmbacteriën in de loop van de evolutie samen met zoogdieren hebben geleefd, zijn ze samen geëvolueerd. In veel gevallen zijn ze geëvolueerd om elkaar nodig te hebben om te overleven.

Vanwege deze co-evolutie hebben soorten die nauwer verwant zijn, de neiging om vergelijkbare microbiomen te hebben, terwijl soorten die slechts in de verte verwant zijn, minder overeenkomsten vertonen.

Deze neiging van het microbioom om nauw overeen te komen tussen twee verwante soorten wordt fylosymbiose genoemd.

Een verrassende nieuwe studie vindt dat deze regel niet van toepassing is op vleermuizen. De wetenschappers publiceerden hun resultaten in het tijdschrift mSystems.

De regels breken

In de huidige studie ontdekten de wetenschappers dat zelfs nauw verwante vleermuissoorten significant verschillende microbiomen hebben. Dit leidt tot de conclusie dat darmbacteriën misschien niet zo cruciaal zijn voor vleermuizen.

"Het verschuift het paradigma waarmee we hebben gewerkt, dat dieren microben nodig hebben voor de spijsvertering en het verwerven van voedingsstoffen. Dat geldt voor ons, maar het is misschien niet waar voor alle soorten. "

Hoofdauteur Holly Lutz van Chicago’s Field Museum, IL

Om de darmbacteriën van vleermuizen te onderzoeken, namen de onderzoekers monsters van de huid, tong en ingewanden van 497 vleermuizen. In totaal analyseerden ze 31 soorten uit Oeganda en Kenia.

De wetenschappers vergeleken het genetische materiaal in deze monsters om een ​​beeld te krijgen van de soort die in specifieke gebieden van elke vleermuis voorkomt.

Ten eerste merkten de auteurs op dat er meer bacteriële diversiteit op de huid was dan in de mond of darmen. Deze bevinding komt overeen met onderzoek bij andere zoogdieren.

Vleermuizen verschilden echter op één opvallende manier van andere zoogdieren: hun microbiomen lijken geen evolutionair patroon te volgen. Met andere woorden, vleermuizen vertonen geen fylosymbiose.

Eerdere studies hebben laten doorschemeren op deze afwijking van de regel, maar eerdere studies hebben geen toegang gehad tot zo'n breed scala aan wilde soorten.

"Er is in wezen geen verband tussen het microbioom van de vleermuis en de evolutionaire geschiedenis van de vleermuis", legt Lutz uit.

Ze vervolgt: 'Je zou vergelijkbare microbiomen verwachten in nauw verwante vleermuissoorten als deze dieren sterk afhankelijk waren van hun bacteriën om te overleven. Dit is grotendeels wat we hebben gezien bij andere onderzochte zoogdieren, maar het is er gewoon niet bij vleermuizen. "

De beste voorspeller van de soorten bacteriën die in de darm van een vleermuissoort worden aangetroffen, was waar hij leeft. Met andere woorden, als twee vleermuizen van dezelfde soort op verschillende locaties zouden leven waar ze toegang hadden tot ander voedsel, zou hun microbioom heel anders zijn. Als ze echter naast elkaar in dezelfde ecologische niche zouden leven, is het meer dan waarschijnlijk dat hun microbiomen vergelijkbaar zouden zijn.

De onderzoekers ontdekten ook dat vleermuizen die op grotere hoogte leefden een meer divers microbioom hadden. Volgens de auteurs is eerder een verband tussen hoogte en microbiële diversiteit "waargenomen in studies van amfibiehuid en bergbodem".

Een phylum van bacteriën, bekend als Firmicutes, domineert gewoonlijk de darmmicrobiomen van zoogdieren. Ook hier verschillen vleermuizen. Het vleermuismicrobioom heeft een relatieve overvloed aan proteobacteriën, wat meer doet denken aan vogels.

Waarom zijn vleermuizen anders?

De auteurs zijn van mening dat deze ongebruikelijke bevinding mogelijk te wijten is aan het innovatieve transportmiddel van vleermuizen - zij zijn de enige zoogdieren die een gemotoriseerde vlucht hebben gemaakt (in plaats van te glijden). Om in de lucht te blijven, moest de anatomie van de vleermuis zich aanpassen.

In vergelijking met andere zoogdieren van vergelijkbare grootte hebben vleermuizen een korte darm, wat betekent dat ze minder darmweefsel en minder voedsel dragen. Wetenschappers geloven dat deze aanpassing hen hielp om het gewicht te verminderen, waardoor vliegen minder energie-intensief werd.

Zoals Lutz uitlegt: als je aan het vliegen bent, "kun je geen niet-essentiële dingen meenemen".

Dankzij hun kortere darm reist voedsel in slechts 15-30 minuten over de lengte van het spijsverteringssysteem van een vleermuis. Een kortere darm kan betekenen dat vleermuizen nooit de kans hebben gehad om een ​​hechte band te vormen met hun bacteriële verstekelingen.

Vanuit ecologisch oogpunt vragen de wetenschappers zich af of veranderingen in de omgeving bijzonder schadelijk kunnen zijn voor vleermuizen. Het hebben van een stabiele populatie van darmbacteriën helpt het immuunsysteem gezond te houden.

Als de darmbacterie van een vleermuis verandert als reactie op zijn omgeving, kunnen veranderingen in de omgeving ook gevolgen hebben voor hun immuunsysteem.

“Vleermuizen kunnen erg gevoelig zijn voor veranderingen in het milieu. Als ze een voorbijgaand microbioom hebben, hebben ze misschien niet de meest stabiele afweermechanismen. Door de mens veroorzaakte verstoringen van het milieu zijn een zeer belangrijke kwestie. Vleermuizen zijn mogelijk extra kwetsbaar en lopen meer risico. "

Hoofdauteur Holly Lutz

Het kan echter zijn dat vleermuizen simpelweg minder afhankelijk zijn van hun microbioom dan andere zoogdieren.

Een paper met de titel "Niet alle dieren hebben een microbioom nodig", stelt dat "dieren een continuüm van afhankelijkheid van microbiële symbionten overspannen." Met andere woorden, sommige soorten kunnen niet overleven zonder hun microbioom; sommige soorten hebben misschien moeite om te gedijen zonder die van hen, maar overleven uiteindelijk, en andere hebben helemaal geen microbioom nodig.

De wereld van het microbioom is gedetailleerd en genuanceerd; zoals altijd moeten onderzoekers veel meer werk verzetten.