Похожие статьи
Микробиом — это совокупность микробов, заселяющих окружающую среду, человеческое тело или что-либо еще. Благодаря новаторским исследованиям микробиома, проведенным в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе, люди во всем мире теперь гораздо лучше понимают фундаментальную роль микробов кишечника в здоровье и болезнях человека.
Животные и растения также полагаются на тысячи различных микробов для поддержания своей жизни. Хотя об этих ассоциациях известно меньше, новое поколение ученых изучает взаимоотношения между скрытой армией микробов и существами, которых они поддерживают и улучшают. Эти микробы разнообразных экосистем (mDivE-STL) находятся в центре внимания исследовательского симпозиума, организованного 3 октября 2022 года организацией Living Earth Collaborative.
Ученые из нескольких научно-исследовательских институтов Сент-Луиса изучают микробиомы как человека, так и животных. Этот симпозиум был организован для того, чтобы помочь создать сообщество исследователей, изучающих различные микробные системы, и в то же время воспользоваться большим местным опытом в области микробиома человека.
Возьмем, к примеру, исследователей, изучающих черных обезьян-ревунов (Alouatta pigra) в Северной и Центральной Америке. Эти крупные, харизматичные обезьяны известны тем, что издают одни из самых громких криков в тропических лесах Мексики, Гватемалы и Белиза.
Будучи травоядными животными, обитающими на деревьях, черные обезьяны-ревуны в основном потребляют древесные и виноградные листья, цветы и фрукты. Поскольку у них отсутствуют ферменты, способные переваривать целлюлозу — углевод, из которого состоит клеточная стенка листьев, черные обезьяны-ревуны полагаются на ферментацию, вызываемую микробиотой их кишечника, чтобы получить необходимую энергию из этих продуктов.
Согласно исследованию ученых из Университета Вашингтона, весь этот процесс может быть гораздо более динамичным, чем считалось ранее. Появляются доказательства того, что изменения в микробах кишечника, связанные с диетой, обеспечивают буферную доступность энергии и питательных веществ для таких животных, как черные обезьяны-ревуны.
Элизабет Маллотт, доцент кафедры биологии факультета искусств и наук, использует метаболомику для изучения того, как метаболизм микробов реагирует на изменения в том, что и сколько едят их хозяева. Недавно она провела исследование с популяцией диких черных обезьян-ревунов, которые каждый год переживают три разных сезона, что влияет на их рацион: влажный сезон, когда преобладают фрукты; сухой сезон, когда преобладают листья; и сухой сезон, когда преобладают фрукты.
«Мы видим, что, когда обезьяны потребляют больше определенного питательного вещества, микробы кишечника усваивают это питательное вещество сильнее, — делится Маллотт, первый автор исследования, опубликованного в журнале Molecular Ecology. — Но помимо этого, интересным было то, что мы смогли наблюдать за взаимодействием между микробами и метаболитами в разные сезоны, включая сезоны, когда обезьяны были ограничены в питании или энергетически ограничены из-за наличия пищи в их среде».
Микробы склонны компенсировать недостаток питания, обнаружил Мэллотт, отдавая предпочтение функциям, которые обеспечивают хозяина большим количеством питательных веществ. Но эта система ломается, когда доступность пищи становится действительно ограниченной.
«Тогда микробы, кажется, борются. Они просто пытаются украсть друг у друга как можно больше питательных веществ», — отмечает Мэллотт.
Изучение микробиомов популяций животных, которые процветают в дикой природе, важно, потому что оно может предоставить исследователям микробы-кандидаты и микробные консорциумы, которые могут быть использованы для повышения устойчивости к заболеваниям, усвоения питательных веществ и, в конечном счете, для улучшения приспособленности находящихся под угрозой исчезновения видов или животных в деградирующих средах обитания.
Это касается не только млекопитающих, включая черных обезьян-ревунов, но и рептилий, таких как миссурийские ящерицы, включая тех, которых Институт медицины охраны природы зоопарка Сент-Луиса изучает на двух участках в районе Сент-Луиса с 2012 года в рамках проекта «Черепаховая ящерица Сент-Луиса».
При поддержке Living Earth Collaborative исследователи расширяют эту работу, чтобы охарактеризовать микробиомы трехпалых коробчатых черепах и изучить, как они различаются внутри и между популяциями. Ученые из лаборатории Фанкионга Линга, доцента кафедры энергетики, экологии и химической инженерии Инженерной школы Маккелви, сотрудничают в этом черепашьем проекте, чтобы интегрировать микроорганизмы в инструменты сохранения дикой природы.
«В целом, микробиомы диких животных — бактерии, археи, протисты и вирусы, которые находятся внутри и на теле человека — являются недостаточно изученным аспектом сохранения биоразнообразия», — подчеркивае Шэрон Л. Дим, директор Института природоохранной медицины и Центра.
Эксклюзивный перевод*
Фото: Unsplash / CC0 Общественное достояние
Ведущий автор рубрик «здоровье», «общество», «наука». Считаю, что журналист должен тщательно проверять информацию. А если ошибка все же произошла, нужно ее признать и извиниться.
