A baktériumok befolyásolják immunrendszerünket, segítenek enni, értékes vitaminokat termelnek, és befolyásolják hangulatunkat, viselkedésünket vagy anyagcsere-rendellenességek, például elhízás és cukorbetegség kialakulását.
Jó néhány példa van a szimbiózisra - a szervezetek mindkét fél számára előnyös együttélésére. Ez például a virágok és a méhek, az algák és a korallok szoros kapcsolata, vagy a zuzmót képező gombák és algák együttélése.
A szimbiotikus kapcsolatok magukban foglalják az állatok és a belekben lévő baktériumok együttélését is. Ez ránk, emberekre is vonatkozik.
Bár mikrobiomunk összetétele (a bennünk és rajtunk élő összes mikroorganizmus halmaza) függ a külső környezettől és az étrendtől, ennek egy része (konkrétan három baktériumtípus) az emberi belek része, függetlenül a külső tényezőktől.
Nagyon sokáig, alig több mint 15 millió évvel ezelőtt voltak az emberi bélben, amikor még nem voltunk igazán emberek. Ez egy amerikai tudósok által a Science folyóiratban publikált tanulmány szerint. Idén július végén jelent meg.
Székletkutatás
A kutatás során a kutatók több majomfaj, köztük az emberek székletmintáit vizsgálták (24 gorilla kameruni, 47 csimpánz Tanzániából, 24 bonobo csimpánz Kongóból és 16 ember Connecticutból).
A minták egy specifikus girázB nevű gént kerestek. A giráz nevű fehérje termelését kódolja, amely szabályozza a DNS-molekulák kibomlását és összefonódását a sejtekben. A tudósok azért választották, mert sokkal gyorsabban fejlődik, mint más gének, amelyeket általában hasonló kutatásokhoz választanak ki.
Ennek eredményeként pontosan felismerték a mintákban és a múltban a székletbaktériumok különböző típusait. Meghatározták néhányuk evolúciós fejlődését.
Az eredményekből a kutatók összeállították a székletmintákban jelen lévő három mikroorganizmus fejlődésének úgynevezett evolúciós fáit. Ezek a Bifidobacteriaceae, Bacteroidaceae és Lachnospiraceae törzs baktériumai voltak, amelyek együttesen a belekben lévő baktériumok teljes arányának körülbelül 20 százalékát teszik ki.
Érdekes, hogy a három baktériumtörzs közül kettőben az evolúciós fák egybeesnek az emberi fejlődéssel. Ez azt jelenti, hogy a baktérium evolúciós fejlődése éppen akkor történt, amikor az ember is fejlődött.
Az evolúciós fák konzisztenciája
Ezek az evolúciós hasonlóságok kétszer fordultak elő: 10-15 millió évvel ezelőtt, amikor a gorillák elváltak közös őstől, és körülbelül 5 millió évvel ezelőtt, amikor az emberek elváltak a csimpánzoktól.
"Amint helyesen kalibráltuk a molekuláris órát, azt tapasztaltuk, hogy az emberi és a csimpánz baktériumok eloszlása körülbelül 5,3 millió évvel ezelőtt, az emberi és a gorilla baktériumok elterjedése körülbelül 15,6 millió évvel ezelőtt történt. Ezek az adatok összhangban állnak a fosszilis és genomi adatokkal, amelyeket e baktériumok gazdái ismertek. Ez tehát további bizonyíték arra, hogy a baktériumok az emberekkel együtt szakosodtak ”- magyarázta Andrew Moeller, a tanulmány vezető szerzője.
Az eredmények arra utalnak, hogy az emberek és a baktériumok együtt fejlődtek az úgynevezett koordinációs folyamat során. Ez azt jelenti, hogy őseink olyan erős harmóniában éltek baktériumaikkal a bélben, hogy befolyásolták egymás evolúcióját és egyben fejlődtek is.
"Megmutattuk, hogy az emberi bélben lévő egyes baktériumok közvetlenül a bélbaktériumok leszármazottai, akik majmaival közös őseinkben éltek" - mondja Moeller. "Ez azt mutatja, hogy az öröklődés vagy az egyik nemzedékről a másikra való átörökítés sorrendje évezredek óta folyik, egészen a főemlősök megjelenéséig."
Tények
Evolúciós fa egy diagram, amely hasonlít egy fatörzsű, gyökerű és ágú fához. A gyökerek a mai élő fajok ősei; az ágak a ma élő fajokat képviselik. Kiolvasható belőle a faj egyes fejlődési vonalainak alakulása és a különböző fajok közötti rokonság mértéke.
A tudósok létrehozták a legnagyobb evolúciós életfát
Mikrobiom az összes bennünk és bennünk élő mikroorganizmus gyűjteményét jelenti. A mikrobák a belekben, a bőrben, a szájban, a hüvelyben, az orrban, a tüdőben vagy a fülben találhatók. Például az emberi emésztőrendszer mikroflórája több mint 400 különböző mikrobafajból áll. A mikrobiom sejtjeinek száma még kissé meghaladja a saját sejtjeink számát (az arány 3: 3,9 a mikrobák javára), ami valójában "hominoid szuperorganizmusokká" tesz minket.
Eloszlatják az emberi testben található baktériumok számának mítoszát
Koncentráció az új biológiai fajok megjelenésének evolúciós folyamata, amely egyszerre megy végbe két különböző, szimbiózisban élő organizmusban - kölcsönösen előnyös együttélés.
Az emberek mint szuperorganizmus
Az emberi testben valamivel több mikroba van, mint saját sejtjeinkben. Tekintettel arra, hogy közülük néhány évmillió éven keresztül velünk együtt fejlődött, befolyásolva saját evolúciónkat, inkább az emberre, mint egy zuzmószerű "szuperorganizmusra" kell tekintenünk. Ez is egynél több típusú élőlényből áll, nevezetesen gombákból és algákból.
A baktériumok befolyásolják immunrendszerünket, segítenek enni (például komplex poliszacharidokat feldolgozni) és értékes vitaminokat (K-vitamin, B-vitaminok) termelni. Hatásuk azonban ezzel nem ér véget - a baktériumok befolyásolhatják hangulatunkat, viselkedésünket vagy olyan anyagcserezavarok kialakulását, mint az elhízás és a cukorbetegség.
Eddig azonban azt feltételezték, hogy a baktérium mikroflóra összetételét elsősorban az étrend, az életmód és a környezet befolyásolja. "Meglepő, hogy a bélben lévő mikrobák, amelyeket különféle környezeti forrásokból nyerhetünk, egyszerre és olyan sokáig fejlődtek bennünk" - mondta Howard Ochman, a kutatás vezetője az egyetemnek.
A faj evolúciós evolúcióját összehasonlították a földrészek távolságával a Földön, „amikor két kontinens eltávolodik, az egész bióta (az összes fauna és növény összessége, a szerk.) Megváltozni kezd. Tehát még akkor is, ha a baktériumok gazdaszervezetei elválnak egymástól, mikrobiomjuk viszonylag nagy része is elválik és megváltozni kezd. ".
Evolúciós nyomozó
A majmok ürülékének tanulmányozása mellett a kutatók az úgynevezett humán metagenómát is tanulmányozták, vagyis a különböző környezetekből nyert mintákat. Konkrétan az Egyesült Államokban és Afrikában (Malawi) élő emberek székletmintáit hasonlították össze. Megállapították, hogy az amerikaiaknál néhány bakteriális vonal elveszett.
"A jövőben az is érdekes lenne, hogy átfogóan elemezzük az emberi populációt, és ezzel a módszerrel lássuk, felhasználhatnánk-e baktériumokat az emberi migráció történetének rekonstruálására" - mondja Moeller.
A tudósok csapata most azt tervezi, hogy még mélyebben követi az evolúció nyomait a múltba. "Már vannak mintáink (széklet) az összes főbb emlőscsoportból, és azon dolgozunk, hogy nyomon kövessük a mikrobiom evolúcióját egészen addig, amíg apró húsevő lények nem voltunk, akik 100 millió évvel ezelőtt éltek" - magyarázta Moeller.