腸内細菌：コウモリが「パラダイムをどのように変えるか」
コウモリのマイクロバイオームに関する最近の調査では、コウモリは他の哺乳類とは異なる規則に従っていることがわかりました。著者らは、これらの違いが環境の変化の影響を受けやすくなるのではないかと考えています。
新しい論文は、コウモリの腸内細菌を調査しています。
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腸内細菌は人間の健康に不可欠です。私たちの常在微生物は私たちが食物を消化するのを助けますが、それらの役割は単にそれを処理するだけではありません。
科学者たちは、私たちの腸内細菌がさまざまな健康状態に関与している可能性があるという証拠を増やしています。
ミクロビオームに関しては、人間だけではありません。すべての哺乳類、実際にはほとんどの動物は、それらの上とその中に住む微生物の軍団を持っています。
腸内細菌は進化の過程で哺乳類と共存してきたため、一緒に進化してきました。多くの場合、彼らは生き残るためにお互いを必要とするように進化してきました。
この共進化のために、より密接に関連している種は類似の微生物叢を持つ傾向がありますが、遠い関係にある種はより少ない類似性を共有します。
ミクロビオームが2つの関連種間で密接に一致するこの傾向は、フィロシンビオーシスと呼ばれます。
驚くべき新しい研究では、このルールはコウモリには適用されないことがわかりました。科学者たちは彼らの結果をジャーナルに発表しました mSystems.
ルールを破る
現在の研究では、科学者たちは、密接に関連するコウモリの種でさえ、著しく異なる微生物叢を持っていることを発見しました。これは、腸内細菌がコウモリにとってそれほど重要ではないかもしれないことを示唆しています。
「それは、動物が消化と栄養素の獲得のために微生物を必要とするという、私たちが運営してきたパラダイムを変えます。それは私たちにも当てはまりますが、すべての種に当てはまるとは限りません。」
イリノイ州シカゴのフィールド博物館の主執筆者ホリー・ルッツ
コウモリの腸内細菌を調査するために、研究者たちは497匹のコウモリの皮膚、舌、腸からサンプルを採取しました。全部で、彼らはウガンダとケニアからの31種を分析しました。
科学者たちは、これらのサンプルに存在する遺伝物質を比較して、各コウモリの特定の領域に生息する種の写真を作成しました。
第一に、著者らは、口や腸よりも皮膚の方が細菌の多様性が多いことに注目しました。この発見は、他の哺乳類の研究と一致しています。
しかし、コウモリは他の哺乳類とは驚くべき点で異なっていました。それらの微生物叢は進化のパターンをたどっていないようです。言い換えれば、コウモリは系統共生を示しません。
以前の研究は、この規則からの逸脱を示唆していましたが、以前の研究は、そのような広範囲の野生種にアクセスできませんでした。
「コウモリのマイクロバイオームとコウモリの進化の歴史の間には本質的に関係はありません」とLutzは説明します。
彼女は続けます。「これらの動物が生存のために細菌に強く依存している場合、密接に関連するコウモリ種で同様のマイクロバイオームが見られると予想されます。これは主に、研究されている他の哺乳類で見られたものですが、コウモリには見られません。」
コウモリの種の腸で見つかった細菌の種類の最良の予測因子は、それが住んでいる場所でした。言い換えれば、同じ種の2つのコウモリが、異なる食物にアクセスできる異なる場所に住んでいた場合、それらの微生物叢は非常に異なります。しかし、彼らが同じ生態学的ニッチに並んで住んでいた場合、それらの微生物叢は類似している可能性が高いです。
研究者たちはまた、より高い高度に住むコウモリがより多様なマイクロバイオームを持っていることを発見しました。著者によると、標高と微生物の多様性との関係は、以前は「両生類の皮膚と山地の土壌の研究で観察された」とのことです。
フィルミクテス門として知られる細菌の門は、通常、哺乳類の腸内細菌叢を支配します。ここでも、コウモリは異なります。コウモリのマイクロバイオームには、鳥をより彷彿とさせるプロテオバクテリアが比較的豊富に含まれています。
コウモリはなぜ違うのですか？
著者らは、この珍しい発見はコウモリの革新的な輸送モードによるものかもしれないと信じています。コウモリは（滑空ではなく）動力飛行を達成した唯一の哺乳類です。空中にいるために、コウモリの解剖学的構造は適応しなければなりませんでした。
同様のサイズの他の哺乳類と比較して、コウモリは腸が短いため、腸組織と食物が少なくなります。科学者たちは、この適応が体重を減らし、飛行のエネルギー集約度を下げるのに役立ったと信じています。
ルッツが説明するように、あなたが飛んでいるなら、「あなたは不必要なものを持ち歩くことはできません」。
腸が短いため、食物はコウモリの消化器系の長さをわずか15〜30分で移動します。腸が短いということは、コウモリがバクテリアの密航者と緊密な関係を築く機会が一度もなかったことを意味するかもしれません。
生態学的な観点から、科学者たちは環境の変化がコウモリにとって特に有害であるのではないかと考えています。腸内細菌の安定した集団を持つことは、免疫システムを健康に保つのに役立ちます。
コウモリの腸内細菌が周囲の環境に応じて変化する場合、環境の変化は免疫系にも影響を与える可能性があります。
「コウモリは環境の変化に非常に影響を受けやすいかもしれません。それらが一過性の微生物叢を持っている場合、それらは最も安定した防御機構を持っていない可能性があります。人為的な環境障害は非常に重要な問題です。コウモリは非常に壊れやすく、危険にさらされる可能性があります。」
筆頭著者ホリー・ルッツ
ただし、コウモリは他の哺乳類よりもマイクロバイオームへの依存度が低い可能性があります。
「すべての動物が微生物叢を必要とするわけではない」というタイトルの論文は、「動物は微生物共生生物への依存の連続にまたがっている」と主張しています。言い換えれば、一部の種は微生物叢なしでは生き残れません。いくつかの種は彼らなしで繁栄するのに苦労するかもしれませんが、最終的には生き残ります、そして他の種は微生物叢を全く必要としません。
ミクロビオームの世界は詳細で微妙です。相変わらず、研究者はもっと多くの仕事をする必要があります。
