Professionelle „Gilden“ von Bakterien haben das moderne Mikrobiom hervorgebracht

Selbst die kleinsten wirbellosen Meerestiere – einige kaum größer als einzellige Protisten – beherbergen unterschiedliche und vielfältige mikrobielle Gemeinschaften oder Mikrobiome, so neue Forschungsergebnisse von Biologen der University of British Columbia (UBC).

Die Studie unterstreicht, dass eine große Vielfalt von Tieren über Mikrobiome verfügt, genau wie Menschen. Aber noch überraschender ist, dass es kaum einen Zusammenhang zwischen der engen Verwandtschaft der meisten Tiere und der Ähnlichkeit ihrer Mikrobiome gibt – etwas, von dem aufgrund von Studien an Menschen, größeren Säugetieren und Insekten allgemein angenommen wird, dass es wahr ist.

„Dies sagt viel darüber aus, wie Mikrobiome entstanden sind und wie sie sich heute entwickeln“, sagt UBC-Evolutionsmikrobiologe Dr. Patrick Keeling, leitender Autor des heute in veröffentlichten Artikels Naturmikrobiologie.

„Menschen könnten intuitiv denken, dass der Zweck eines Mikrobioms darin besteht, dem Wirtstier zu nützen und dass sie sich gemeinsam entwickeln. Aber die Bakterien könnten sich weniger darum kümmern, dem tierischen Wirt zu helfen – sie haben ihre eigene Agenda.“

„Die meisten Tiere beherbergen eine Gemeinschaft von Bakterien, die einfach gut darin sind, in Tieren zu leben. Aus dieser ‚professionellen Zunft‘ von Tierspezialisten haben sich wahrscheinlich die ausgefeilteren, sich gemeinsam entwickelnden Mikrobiome entwickelt, die bei Menschen und Insekten gut untersucht sind. Aber wie wir es uns angesehen haben einer breiteren Gruppe kleinerer Meerestiere wurde klar, dass die Mikrobiome größerer Lebewesen wahrscheinlich Ausnahmen und nicht die Regel sind.“

Das Team fand heraus, dass sich die Mikrobiome der winzigen Kreaturen von den in der Umgebung lebenden Mikroben unterscheiden und sich oft von den Mikrobiomen sogar eng verwandter wirbelloser Tiere unterscheiden.

Graben in den Mikrobiomen wirbelloser Meerestiere

In der vielleicht umfassendsten Studie dieser Art sequenzierten Dr. Keeling und Kollegen die Mikrobiome von 1.037 Tieren aus 21 Phyla – was die meisten Tiere abdeckt. Zu den Tierlinien, die in größerem Umfang beprobt wurden, gehörten Annelida (Ringelwürmer), Arthropoda (der größte Stamm im Tierreich) und Nematoda (ein Stamm von unsegmentierten, zylindrischen Würmern). Die Forscher sammelten auch Proben aus den umliegenden Lebensräumen in British Columbia, Kanada, und Curaçao, einer niederländischen Karibikinsel.

„Die Untersuchung einer so breiten Palette von Tieren war entscheidend – in einer kleineren Studie wurden einige vorherrschende Bakterien möglicherweise mit wirtsspezifischen Symbionten verwechselt“, sagt Dr. Corey Holt, Postdoktorand an der UBC und einer der Erstautoren der Studie.

„Wir fanden heraus, dass die meisten Bakterien nur in einigen Individuen einer Art vorhanden waren, und die meisten davon waren auch in anderen Wirtsarten in derselben Umgebung vorhanden.“

Erforschung evolutionärer Zeitskalen

„Diese Umfrage wurde entwickelt, um eine unglaublich breite Vielfalt von Tieren zu untersuchen“, sagt Dr. Keeling. „Der nächste Schritt besteht darin, einige der interessanteren Gruppen zu nehmen und tiefer zu graben, um zu sehen, wie sich Mikrobiome innerhalb dieser Gruppe entwickelt haben, um die Zeitskalen zu klären, in denen verschiedene Evolutionsprozesse ablaufen.“