Эволюция в кишечнике

Эволюция и пищевые привычки взаимодействуют и определяют состав бактерий в пищеварительном тракте. Многие микроорганизмы в кишечнике, по-видимому, развивались синхронно со своими животными-хозяевами на протяжении миллионов лет.

Впервые было проведено масштабное исследование для объяснения развития микробиома с использованием образцов фекалий свободноживущих животных. Было изучено 128 видов из нескольких классов рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Удалось показать, как эволюция и пищевые привычки взаимодействуют и определяют состав бактерий в пищеварительном тракте. Многие микроорганизмы в кишечнике, по-видимому, развивались синхронно со своими животными-хозяевами на протяжении миллионов лет. Эти результаты также помогут в характеристике фекального загрязнения воды, позволяя в будущем гораздо точнее определять его источник до конкретных видов животных.

Образцы со всех ветвей генеалогического древа

Для исследования были отобраны животные, максимально репрезентативные для всего эволюционного древа позвоночных — от птиц до млекопитающих и рыб. Важно было получить образцы от диких животных, так как у обитателей зоопарков микробиом может полностью отличаться от микробиома их диких собратьев.

Был проанализирован ДНК микроорганизмов. Всего изучено более 400 образцов от 180 различных видов, что дало 20 миллионов последовательностей генов. Выявлены поразительные взаимосвязи, объясняемые эволюционной историей: микробиом развивался на протяжении многих миллионов лет в коэволюции с животными-хозяевами. Близкородственные виды имеют сходства и в микробиоме. Питание также играет роль, но никогда не является единственным решающим фактором: если млекопитающее ест ту же пищу, что и птица, у него в кишечнике всё равно не будет тех же бактерий.

Биодетектор загрязнения

Собранные данные не только позволяют интерпретировать коэволюцию животных-хозяев и микроорганизмов в их пищеварительном тракте, но и облегчают разработку методов для обеспечения чистой водой.

В последние годы в TU Wien была разработана технология, использующая ДНК-тесты для определения источника фекального загрязнения воды. Теперь в распоряжении имеется очень обширный набор данных, который позволит проводить такие тесты гораздо более комплексно и точно.