Vi khuẩn đường ruột: Cách dơi 'thay đổi mô hình'
Một cuộc điều tra gần đây về hệ vi sinh vật của dơi cho thấy chúng tuân theo các quy tắc khác với các loài động vật có vú khác. Các tác giả tự hỏi liệu những khác biệt này có thể khiến chúng dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của môi trường hay không.
Một bài báo mới nghiên cứu vi khuẩn đường ruột của dơi.
Để biết thêm thông tin được hỗ trợ bởi nghiên cứu về hệ vi sinh vật và cách nó ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn, vui lòng truy cập trung tâm chuyên dụng của chúng tôi.
Vi khuẩn đường ruột rất quan trọng đối với sức khỏe con người. Các vi sinh vật thường trú của chúng ta giúp chúng ta tiêu hóa thức ăn, nhưng vai trò của chúng còn mở rộng hơn là chỉ đơn giản là chế biến thức ăn.
Các nhà khoa học ngày càng tìm thấy nhiều bằng chứng cho thấy vi khuẩn đường ruột của chúng ta có thể đóng một vai trò nào đó trong một loạt các tình trạng sức khỏe.
Con người không đơn độc khi nói đến một hệ vi sinh vật. Tất cả các loài động vật có vú, thực sự là hầu hết các loài động vật, đều có một quân đoàn vi sinh vật sống trên chúng và trong chúng.
Vì vi khuẩn đường ruột đã sống song song với động vật có vú trong suốt thời gian tiến hóa nên chúng đã cùng nhau tiến hóa. Trong nhiều trường hợp, chúng đã tiến hóa để cần nhau để tồn tại.
Do sự tiến hóa này, các loài có quan hệ họ hàng gần hơn có xu hướng có các vi sinh vật giống nhau, trong khi các loài chỉ có quan hệ họ hàng xa lại có ít điểm tương đồng hơn.
Xu hướng này của hệ vi sinh vật kết hợp chặt chẽ giữa hai loài có liên quan được gọi là bệnh phylosymbiosis.
Một nghiên cứu mới đáng ngạc nhiên cho thấy quy tắc này không áp dụng cho loài dơi. Các nhà khoa học đã công bố kết quả của họ trên tạp chí mSystems.
Phá vỡ các quy tắc
Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà khoa học phát hiện ra rằng ngay cả những loài dơi có quan hệ họ hàng gần cũng có các vi sinh vật khác nhau đáng kể. Điều này cho thấy vi khuẩn đường ruột có thể không quan trọng đối với dơi.
“Nó thay đổi mô hình mà chúng tôi đang vận hành, rằng động vật yêu cầu vi khuẩn để tiêu hóa và thu nhận chất dinh dưỡng. Điều đó đúng với chúng ta, nhưng nó có thể không đúng với tất cả các loài ”.
Tác giả chính Holly Lutz từ Chicago’s Field Museum, IL
Để điều tra vi khuẩn đường ruột của dơi, các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu da, lưỡi và ruột của 497 con dơi. Tổng cộng, họ đã phân tích 31 loài từ Uganda và Kenya.
Các nhà khoa học đã so sánh vật chất di truyền có trong các mẫu này để xây dựng một bức tranh về các loài cư trú tại các khu vực cụ thể của từng loài dơi.
Đầu tiên, các tác giả lưu ý rằng có nhiều vi khuẩn trên da hơn là trong miệng hoặc ruột. Phát hiện này phù hợp với nghiên cứu ở các loài động vật có vú khác.
Tuy nhiên, dơi khác với các loài động vật có vú khác ở một điểm nổi bật - các vi sinh vật của chúng dường như không tuân theo một mô hình tiến hóa. Nói cách khác, dơi không biểu hiện bệnh phylosymbiosis.
Các nghiên cứu trước đây đã gợi ý về sự khác biệt so với quy luật này, nhưng các nghiên cứu trước đây đã không tiếp cận được với một loạt các loài hoang dã như vậy.
“Về cơ bản không có mối quan hệ nào giữa hệ vi sinh vật dơi và lịch sử tiến hóa của dơi,” Lutz giải thích.
Cô ấy tiếp tục, “Bạn sẽ thấy các vi sinh vật tương tự ở các loài dơi có họ hàng gần gũi nếu những loài động vật này phụ thuộc mạnh mẽ vào vi khuẩn của chúng để tồn tại. Đây phần lớn là những gì chúng tôi đã thấy ở các loài động vật có vú khác đã được nghiên cứu, nhưng nó không có ở loài dơi ”.
Yếu tố dự đoán tốt nhất về các loại vi khuẩn được tìm thấy trong ruột của loài dơi là nơi nó sinh sống. Nói cách khác, nếu hai con dơi cùng loài sống ở những vị trí khác nhau, nơi chúng có thể tiếp cận các loại thức ăn khác nhau, thì hệ vi sinh vật của chúng sẽ rất khác nhau. Tuy nhiên, nếu chúng sống cạnh nhau trong cùng một ngách sinh thái, nhiều khả năng các vi sinh vật của chúng sẽ giống nhau.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những con dơi sống ở độ cao lớn hơn có hệ vi sinh vật đa dạng hơn. Theo các tác giả, mối quan hệ giữa độ cao và sự đa dạng của vi sinh vật trước đây “đã được quan sát thấy trong các nghiên cứu về da của động vật lưỡng cư và đất trên núi”.
Một nhóm vi khuẩn được gọi là Firmicutes thường thống trị các vi sinh vật đường ruột của động vật có vú. Ở đây, một lần nữa, loài dơi lại khác. Hệ vi sinh vật dơi có một lượng tương đối phong phú của vi khuẩn Proteobacteria, giống như loài chim hơn.
Tại sao loài dơi lại khác nhau?
Các tác giả tin rằng phát hiện bất thường này có thể là do phương thức vận chuyển sáng tạo của dơi - chúng là loài động vật có vú duy nhất đạt được khả năng bay bằng năng lượng (chứ không phải lướt). Để ở trong không khí, cấu tạo giải phẫu của dơi đã phải thích nghi.
So với các loài động vật có vú cùng kích thước khác, dơi có đường ruột ngắn, có nghĩa là chúng mang ít mô ruột hơn và ít thức ăn hơn. Các nhà khoa học tin rằng sự thích nghi này đã giúp họ giảm trọng lượng, khiến việc bay ít tốn năng lượng hơn.
Như Lutz giải thích, nếu bạn đang bay, "bạn không thể mang theo những thứ không cần thiết."
Nhờ có đường ruột ngắn hơn, thức ăn sẽ di chuyển theo chiều dài của hệ tiêu hóa của dơi chỉ trong vòng 15–30 phút. Ruột ngắn hơn có thể có nghĩa là dơi không bao giờ có cơ hội tạo liên kết chặt chẽ với những người trốn theo đường của chúng.
Từ quan điểm sinh thái, các nhà khoa học tự hỏi liệu những thay đổi đối với môi trường có thể gây tổn hại đặc biệt cho loài dơi hay không. Có một quần thể vi khuẩn đường ruột ổn định giúp giữ cho hệ thống miễn dịch khỏe mạnh.
Nếu vi khuẩn đường ruột của dơi thay đổi để phản ứng với môi trường xung quanh, thì bất kỳ thay đổi nào về môi trường cũng có thể ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch của chúng.
“Dơi có thể rất nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường. Nếu chúng có một hệ vi sinh vật thoáng qua, chúng có thể không có cơ chế bảo vệ ổn định nhất. Những xáo trộn do con người gây ra đối với môi trường là một vấn đề rất quan trọng. Dơi có thể cực kỳ mỏng manh và gặp nhiều rủi ro hơn ”.
Tác giả chính Holly Lutz
Tuy nhiên, có thể dơi ít phụ thuộc vào hệ vi sinh vật của chúng hơn các loài động vật có vú khác.
Một bài báo có tiêu đề "Không phải tất cả các loài động vật đều cần một hệ vi sinh vật", lập luận rằng "các loài động vật trải qua một thời gian phụ thuộc vào các loài cộng sinh vi sinh vật." Nói cách khác, một số loài không thể tồn tại nếu không có hệ vi sinh vật của chúng; một số loài có thể đấu tranh để phát triển mà không có chúng, nhưng cuối cùng vẫn sống sót, và những loài khác không cần một hệ vi sinh vật nào cả.
Thế giới của hệ vi sinh vật rất chi tiết và nhiều sắc thái; hơn bao giờ hết, các nhà nghiên cứu cần phải thực hiện nhiều công việc hơn.
