Antibiotika verhindern, dass Schnecken neue Erinnerungen bilden, indem sie ihr Darmmikrobiom – die Gemeinschaft nützlicher Bakterien in ihrem Darm – zerstören.
Die neue Forschung, die von der University of East Anglia (UEA) in Zusammenarbeit mit der Aberystwyth University geleitet wurde, unterstreicht die schädlichen Auswirkungen, die die menschliche Verschmutzung auf die Wasserlebewesen haben kann.
Im Studie veröffentlicht in Das ISME Journalbekamen die Teichschnecken ihr Lieblingsfutter – Karottensaft –, mussten aber schnell lernen und sich merken, dass dieser nicht mehr zum Verzehr geeignet war.
Schnecken in sauberem Wasser kamen gut zurecht und mieden den Karottensaft, wenn dieser mit einer Chemikalie kombiniert wurde, die sie nicht mochten. Schnecken, die hohen Antibiotikakonzentrationen im Wasser ausgesetzt waren, lernten jedoch nicht und bildeten keine Erinnerung daran aus. Sie zeigten auch nach dem Training weiterhin ein normales Fressverhalten.
Die Hauptautorin Dr. Gabrielle Davidson von der School of Biological Sciences der UEA sagte: „Es ist bekannt, dass ein gesundes Darmmikrobiom für die menschliche Gesundheit wichtig ist, und unsere Studie ist die erste, die zeigt, dass dies auch bei Schnecken der Fall ist.“
Die Forscher fanden heraus, dass die Antibiotika das Darmmikrobiom erheblich veränderten und die Menge an Bakterien veränderten, die nachweislich mit der gesunden Gedächtnisbildung bei anderen Tieren, einschließlich Menschen, in Zusammenhang stehen. Diese Beziehung zwischen den im Darm vorkommenden Bakterien und der Gehirnfunktion wird als Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse bezeichnet. Chemikalien, die von guten Darmbakterien beim Abbau von Nahrung produziert werden, können die Gesundheit des Gehirns und die kognitive Funktion verbessern.
Eine Verringerung der Anzahl dieser gesunden Bakterien im Darm blockiert die ansonsten positiven Auswirkungen des Darmmikrobioms auf das Gehirn.
Frühere Studien zum Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom und Gehirnfunktion konzentrierten sich auf Landlebewesen. Wasserlebewesen sind jedoch eher direkt von der Antibiotikaexposition in der Umwelt betroffen.
Antibiotika werden durch Abwasserbehandlung nicht wirksam entfernt und gelangen so in die Süßwasserumwelt. Die Antibiotikakonzentrationen, denen Schnecken in diesem neuen Experiment ausgesetzt waren, wurden in Süßwasser in Großbritannien, Europa und weltweit auf ähnlichen Niveaus festgestellt.
Wenn die Verschmutzung des Süßwassers die Entwicklung eines gesunden Mikrobioms bei Schnecken verhindert, können diese ihr Verhalten nicht mithilfe ihres Gehirns anpassen, wenn sie auf neue Informationen stoßen.
Co-Autorin Dr. Sarah Dalesman von der Aberystwyth University sagte: „Frühere Forschungen haben ergeben, dass Teichschnecken ihre Fressfeinde kennen lernen müssen, lernen müssen, was gut oder schlecht zu fressen ist, und sich sogar merken müssen, mit wem sie sich gepaart haben. Alles, was ihr Gedächtnis beeinträchtigt, verringert ihre Überlebenschancen.“
Angesichts der vielen neuen Umweltprobleme, denen die Tiere durch menschliche Aktivitäten ausgesetzt sind, sei dies laut den Forschern besonders besorgniserregend.
Dr. Davidson fügte hinzu: „Wenn wir diesen Effekt bei Schnecken feststellen, ist es sehr wahrscheinlich, dass Antibiotika ähnliche Auswirkungen auf andere Wassertiere haben. Wir hoffen, dass diese Studie die Bedeutung gesunder Darmmikrobiome für die Tierwelt stärker in den Vordergrund rückt und die Bemühungen verstärkt, den Eintrag von Chemikalien in unsere Umwelt zu reduzieren.“
Mehr Informationen:
Gabrielle Davidson et al., Durch Antibiotika veränderte Darmmikrobiota erklären die Plastizität des Wirtsgedächtnisses und stören die Kovariation von Lebenstempomerkmalen bei einer Wasserschnecke, Das ISME Journal (2024). DOI: 10.1093/ismejo/wrae078