As adaptações evolutivas podem levar a diferentes populações microbianas,

mostra o estudo Não é nenhum segredo que existe uma relação próxima entre os humanos e nossos microbiomas - as comunidades de micróbios que vivem dentro e sobre nós. Na verdade, os pesquisadores geralmente podem adivinhar a aparência do microbioma intestinal de um animal estudando espécies estreitamente relacionadas. Ou pelo menos, isso é o que eles pensaram.

Acontece que, embora haja uma previsibilidade notável nos microbiomas intestinais na maioria das espécies de mamíferos, alguns tipos de adaptações evolutivas - como o vôo - podem levar a populações microbianas drasticamente diferentes.

Em um novo estudo publicado em 7 de janeiro, 2020 em mBio , Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego encontraram semelhanças em pássaros e morcegos além de sua propensão para o vôo.

Depois de trabalhar com dezenas de instituições em todo o mundo para coletar amostras fecais de quase 900 espécies de vertebrados e comparar seus microbiomas intestinais, a equipe ficou surpresa com a falta de semelhanças entre pássaros e morcegos.

Esta pesquisa sugere que os mamíferos - incluindo os humanos - podem ser a exceção, e não a regra, em termos de quão profundamente dependentes eles dependem de seus micróbios intestinais. Isso representa uma mudança de paradigma em como pensamos sobre os animais e as relações que eles têm com seus micróbios. "

Se Jin Song, PhD, co-primeiro autor e diretor de pesquisa, Centro para Inovação de Microbiome, UC San Diego

"Estávamos amplamente interessados ​​em descobrir que tipos de fatores explicam por que os animais têm os tipos de micróbios intestinais que possuem, mas também queríamos responder a perguntas mais específicas, como quando animais diferentes desenvolvem características semelhantes - como adaptação a uma dieta extrema - seus microbiomas intestinais também evoluem de maneira semelhante?

"Quando começamos este projeto, Achei que faria sentido vermos associações semelhantes entre animais e seus micróbios intestinais quando os animais compartilhassem uma dieta semelhante. Nossa ideia incrível era que o vôo poderia impor um tipo semelhante de seleção em que micróbios os animais hospedam. O que foi chocante foi que não descobrimos que pássaros e morcegos compartilham um microbioma semelhante per se, mas sim que ambos carecem de uma relação específica com os micróbios. "

Estudos anteriores indicaram que a relação entre os mamíferos e seus micróbios é muito antiga. Isso levou os pesquisadores a acreditar que poderiam prever os tipos de micróbios que uma espécie poderia hospedar apenas olhando para outros mamíferos semelhantes.

A nova pesquisa derrubou essa ideia, descobrindo que os morcegos são únicos entre os mamíferos, simplesmente porque seus microbiomas intestinais não são previsíveis em termos dos tipos e quantidades de micróbios encontrados nos intestinos de espécies relacionadas. Este padrão realmente se assemelha mais aos pássaros, que também têm comunidades microbianas imprevisíveis.

"O que isso significa é que, enquanto alguns animais parecem ter relações muito estáveis ​​com seus microbiomas, com comunidades bacterianas semelhantes persistindo ao longo de milhões de anos, outros parecem ter relacionamentos muito mais dinâmicos, "disse o co-primeiro autor Jon Sanders, PhD, um ex-pós-doutorado no laboratório da UC San Diego do co-autor sênior Rob Knight, PhD.

"Mais surpreendentemente, o vôo motorizado parece estar associado a essa falta de estabilidade. Morcegos e pássaros parecem ter, independentemente, acabado com microbiomas intestinais que não parecem seguir as relações evolutivas dos hospedeiros. "

A variabilidade entre as espécies relacionadas que compartilham dietas semelhantes indica que, pelo menos em pássaros e morcegos, um equilíbrio microbiano específico pode não ser tão crítico para apoiar a digestão normal.

Isso significa que os requisitos evolutivos de adoção do vôo podem ser diretos, efeitos profundos no microbioma, e levanta questões sobre quais outros tipos de pressões evolutivas poderiam estar influenciando as comunidades microbianas.

"Se você carrega muitas bactérias em seu intestino, pode ser muito pesado e tirar recursos de você, "disse Holly Lutz, PhD, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Pediatria da Escola de Medicina da UC San Diego e pesquisador associado no Field Museum de Chicago.

"Então, se você é um animal que tem demandas energéticas realmente altas, diga porque você está voando, você pode não ser capaz de carregar todas essas bactérias por aí, e você pode não ser capaz de alimentá-los ou lidar com eles. "

Os pesquisadores veem esse conjunto de dados como uma nova oportunidade para ajudar a informar pesquisas futuras sobre a evolução dos microbiomas e sua importância para as diferentes espécies.

"Como humanos, sempre pensamos que somos muito especiais, "disse Song." E podemos ser, mas vivemos em um mundo que é muito mais antigo do que nós. Este trabalho nos ajuda a entender melhor a evolução e a ecologia das relações hospedeiro-micróbio, e acho que vai nos ajudar a entender melhor a nós mesmos. "

"Este estudo nos diz muito sobre os padrões de evolução em grande escala no intestino dos vertebrados, mas ainda há muito mais a fazer, "disse o Cavaleiro, professor da Escola de Medicina da UC San Diego e da Escola de Engenharia Jacobs e diretor do Center for Microbiome Innovation.

“Precisamos realizar estudos funcionais com metagenômica e metabolômica, e entender micróbios em outras partes do corpo, como eles mudam durante o desenvolvimento, e como eles interagem com micróbios ambientais na natureza e em cativeiro para impactar a saúde animal. Compreender esses princípios em milhares de outras espécies nos ajudará a entender os nossos próprios. "

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