Gutové mikroby ovlivnují vývoj hostitelských druhu

Byla doba, kdy jsme si mysleli, ze soucet vsech bunek v nasem tele, jak je mapován v nasí DNA, je to, co definuje nase zivé, dýchací telo. Pak jsme zjistili, ze uvnitr nás, vetsinou v nasem vnitrku, zijeme obrovské kolonie mikrobu, které jsou nezbytnými partnery v udrzení nás zivých a dobre. Vzájemné prospesné partnerství je známé jako symbióza.

A nyní vedci v USA odhalují dalsí úzasné dukazy, které jsou v rozporu se soucasným porozumením. Tito mikroskopictí spoluobcané cestující, kolektivne známí jako mikrobiomy a jedinecní pro kazdý druh rostlinného i zivocisného druhu, také ovlivnují vývoj hostitelských druhu.

V cervenci 18 Veda výzkumníci popisují, jak studováním vosu zjistili, ze mikrobiom má podobný úcinek jako fyzikální bariéry, jako jsou hory a reky, které udrzují druhy odlisné a oddelené. Zabranují jakémukoli rozmazání rozlisování druhu tím, ze zabíjejí hybridy, které vznikají, kdyz muzi jednoho druhu krízí s jinými zenami.

Seth Bordenstein, evolucní genetik, který vede laborator na univerzite Vanderbilt v Nashvillu v Tennessee, a student Robert Brucker, tvrdí, ze jejich studie podporuje myslenku, ze cílem Darwinova prirozeného výberu není jen hostitelský organismus, ale hostitel doprovází jeho mikrobiom , kontroverzní teorie známá jako hologenomická teorie evoluce.

Hologenom je celkový genom symbiotického partnerství hostitelského organismu a jeho kolonií mikroskopických spoluobcanu.

Ve svém prohlásení ríká Bordenstein, docent biologických ved:

"Nás výzkum je zameren na otázku, kdo jsme jako lidé? Kdo jsme jako zvírata?"

Popisuje jejich myslenku jako "vysoce riziková" a vysvetluje, ze mezi vedci existuje ocekávání, ze puvod druhu je primárne rízen genetickými zmenami v jádrech bunek organismu, nicméne:

"Nase studie demonstruje, ze jaderný genom i mikrobiom musí být zvazovány v jednotném rámci speciation."

Bordenstein ríká, ze jejich nálezy posunují myslenku evoluce holo- nomenomu z nápadu na skutecnost, která je viditelná, takze:

"Otázka uz není, zda existuje hologenome, ale jak je to bezné."

On a Brucker nasli své dukazy studiem trí druhu Nasonia, rod malých vrstev, které jsou také známé jako sperky, díky smaragdovému lesku jejich tel. Nasonia jsou uzitecným nástrojem pro biologickou kontrolu, protoze parazitizují foukající a masové lýce.

Brucker ríká Nasonia osy nesou mikrobiom zahrnující 96 ruzných skupin mikrobu. Dva druhy, které studovali (N. giraulti a N. longicornis) jsou úzce príbuzné geneticky v tom, ze jejich evolucní cesty se rozcházely zhruba pred 400 000 lety.

Vysvetluje:

"Tato blízkost se odrází také v jejich mikrobiomech, které jsou celkem podobné.N. vitripennis), na druhé strane se rozcházel zhruba pred miliónem let, takze existují vetsí rozdíly jak v genomu, tak v mikrobiomech ",

Kdyz se Bordenstein a Brucker snazili dostat zeny a muze z techto trí druhu, aby se vzájemne propojili a vytvorili hybridní potomky, zjistila, ze drtivá vetsina, asi 92%, hybridních potomku z obou príbuzných druhu prezila.

Ovsem hybridní potomci rodicu z obou príbuzných druhu se s rodici ze vzdálenejsích príbuzných druhu necítili tak dobre: více nez 90% z nich zemrelo.

Brucker ríká, ze kdyz se podívali na mikrobiomy potomku, zjistili, ze ti z zivotaschopných hybridu vypadají velmi podobne jako jejich rodice, ale mikrobiomy hybridu, které neprezily, vypadaly "chaotické" a byly zcela odlisné od jejich rodicu.

V dalsí fázi studie výzkumníci vyzdvihli hybridní osumené prostredí bez mikrobu, aby videli, jak budou bez mikrobiomu.

K jejich prekvapení zjistili, ze hybridy bez klícícího zárodku vedou stejne dobre jako nehybridní larvy.

Ale kdyz prevádejí strevní mikroby z pravidelných hybridu na ty bez zárodku, zjistili, ze míra prezití v klících se snízila.

Jack Werren, evolucní genetik na univerzite v Rochesteru v New Yorku, popisuje dílo Bordensteina a Bruckera jako "dulezité a potenciálne prukopnické".

On rekl prírode News studie ukazuje, ze problém hybridních potomku není jen v jejich geny, ale v tom, jak jejich geny vzájemne reagují s mikroby, které nesou.

Ríká, ze nyní musíme zkoumat, které geny regulují, které mikroby a jak je tento proces narusován v hybridních zarízeních.

Na financování studie prispelo ocenení z programu Rozmery biodiverzity Národní vedecké nadace.

Studie publikovaná v roce 2012 také naznacuje, ze DNA strevních mikroorganizmu má jedinecnou figarprint, která dokáze identifikovat jedince tak jedinecne jako jejich vlastní bunecná DNA.

Napsal Catharine Paddock PhD