У усатых китов обнаружили «хищный» и «травоядный» микробиом

Горбатый кит

Фотография: Wikimedia Commons

Группа американских биологов обнаружила, что микробиом усатых китов (Mysticeti) содержит микроорганизмы, имеющие функциональное сходство, как с бактериями хищных видов животных, так и растительноядных. Несмотря на то, что киты питаются преимущественно ракообразными (планктоном) и мелкой рыбой, часть микрофлоры их кишечника аналогична по ряду характеристик многим наземным травоядным животным. Это открытие  вновь ставит вопрос о происхождении и эволюции микробиома млекопитающих. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Ученые брали пробы фекалий усатых китов, после чего проводили метагеномное секвенирование гена 16S рибосомных нуклеиновых кислот бактерий. Метагеномное секвенирование – это культурально-свободный метод, позволяющий анализировать все микробное сообщество в конкретном образце. Иными словами, оно работает с полным набором генетического материала, находящимся в некой среде (например, почве, воде). Это признанный и наиболее эффективный метод для изучения сложных микробиомов или сред, которые трудно поддаются исследованию (в частности оно использовалось в глобальном проекте «Микробиом человека»). Затем полученные результаты сравнивались с опубликованными данными по микробиому наземных млекопитающих хищников и травоядных.  

Выяснилось, что хотя микрофлора кишечника усатых китов отличается по своему составу от обитающих на земле животных, ее функциональные характеристики схожи и с хищными, и с растительноядными животными. Это объясняется тем, что расщепление хитиновых оболочек ракообразных на полисахариды и процесс переваривания целлюлозы схожи между собой, в то время как катаболизм белков требует совершенно иных ферментов. В связи с тем, что хитиновые панцири составляют до 7 процентов веса всей потребляемой китами пищи, а также дают около 10 процентов от общего количества калорий, китам необходимо было приобрести подходящую для его переваривания микрофлору.

Это открытие вновь поднимает вопрос о происхождении микробиома млекопитающих. Одни ученые считают, что ведущим фактором в его формировании является диета того или иного вида, однако, например, микрофлора растительноядных панд ближе к другим медведям и не содержит значительного количества микроорганизмов, расщепляющих целлюлозу. Другие полагают, что микробиом эволюционирует самостоятельно, а третьи считают, что наиболее важной переменной может быть взаимобмен бактериями с окружающей средой.

Микробиом – это сообщество симбиотических (в частности помогающих в пищеварении) и патогенных микроорганизмов населяющих тела животных и человека. Считается, что на десять живых клеток в организме людей приходится девять бактериальных, и лишь одна своя. В настоящий момент предметом особых дискуссий и исследований является так называемая ось «кишечная микробиота – мозг». Существует мнение, что бактерии способны вырабатывать химические вещества сходные с нейромедиаторами, которые могут воздействовать на нервную систему и поведение.

Даниил Кузнецов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.