Исследование микробиома кишечника показало, что популяции в Африке и Южной Америке разделяют сотни древних видов бактерий. Ученые установили, что эти микроорганизмы сопровождали человечество со времен масштабных доисторических миграций по планете.
Удивительное сходство микробиома между удаленными популяциями
Глубокое секвенирование ДНК образцов стула, собранных у коренных групп населения, выявило глубокие эволюционные связи между микрофлорой кишечника людей, разделенных тысячелетиями и океанами. Исследователи проанализировали микробиомы народа тсимане из боливийской части Амазонии и народа хадза, проживающего в Танзании.
Оказалось, что тсимане являются носителями примерно 1400 различных видов микроорганизмов. При этом около 90 процентов этих видов — ровно 1231 вид — совпадают с микробиомом хадза. Такое пересечение поразило специалистов, учитывая кардинальные различия в образе жизни и рационе питания двух групп.
«Мы были действительно удивлены, увидев, что подавляющее большинство видов в микробиоме тсимане соответствует хадза».
Джастин Зонненбург, старший автор исследования, профессор микробиологии и иммунологии в Стэнфордском университете
Различные рационы при идентичных микробах
Сходство микрофлоры фиксируется на фоне совершенно разного питания. Хадза добывают пропитание охотой и собирательством: они охотятся на диких млекопитающих, птиц и рыб, а также собирают дикие фрукты, ягоды и клубни.
Тсимане ведут иной образ жизни. Они занимаются сельским хозяйством и употребляют в пищу много клетчатки, включая бананы, рис, маниок и кукурузу, дополняя рацион постным мясом рыбы и лесных животных. Несмотря на географическую изоляцию и разные экологические условия, состав кишечных бактерий у них поразительно близок.
Генетический анализ древних путей миграции человека
Чтобы понять происхождение этого сходства, команда ученых применила методы популяционной генетики и филогенетического анализа. Бактерии сложно поддаются эволюционной реконструкции из-за горизонтального переноса генов, в ходе которого микробы обмениваются участками ДНК. Чтобы обойти эту проблему, исследователи изучили несколько независимых геномных сигнатур и скорость накопления мутаций в вертикально наследуемой ДНК.
Результаты показали, что общие бактериальные штаммы разошлись от общего предка в период, соответствующий времени масштабных древних миграций человека из Африки. Эти микроорганизмы передавались из поколения в поколение на протяжении тысячелетий.
«Наше исследование устанавливает, что сотни видов бактерий, которые являются редкими или отсутствуют в индустриализированных микробиомах, были нашими древними спутниками по мере миграции по всему земному шару, вероятнее всего, передаваясь из поколения в поколение на протяжении тысячелетий».
Джастин Зонненбург, старший автор исследования, профессор микробиологии и иммунологии в Стэнфордском университете
Значение утраты микробного разнообразия для здоровья
Авторы работы отмечают, что индустриализированное общество за последние десятилетия утратило значительную часть этих древних микроорганизмов. Для сравнения, более ранние исследования показали, что средний представитель хадза обладает примерно 750 видами микробов в кишечнике, тогда как у жителя Калифорнии их насчитывается всего около 250.
Специалисты подчеркивают, что коренные группы сохранили исчезающие виды не из-за ограниченного доступа к антибиотикам, а благодаря непрерывной передаче этих симбионтов на протяжении сотен поколений. Понимание этой долгосрочной связи помогает оценить, как современная потеря биоразнообразия в кишечнике влияет на биологию человека и его здоровье.
«Эта долгосрочная ассоциация имеет последствия для того, как такая недавняя потеря биоразнообразия в нашем микробиоме может повлиять на нашу биологию и, следовательно, на наше здоровье».
Джастин Зонненбург, старший автор исследования, профессор микробиологии и иммунологии в Стэнфордском университете
Таким образом, исследование подчеркивает важность сохранения микробного разнообразия для поддержания общего состояния организма и предотвращения негативных последствий для здоровья человека в долгосрочной перспективе.
По теме
