червата

Бактерии в червата на гризачи

Както Родолфо Мартинес-Мота добре знае, от кактусовите бодли в дрехите и кожата му, бялото гърло дърветата обичат да ядат кактус от бодлива круша (от рода Opuntia). Те харесват кактуса толкова много, че тяхната общност на микроорганизми в червата или микробиом е специално оборудвана за разграждане на токсините в кактуса.

Но Мартинес-Мота и колегите му от Училището по биологични науки на Университета в Юта също знаят, че ако гората е в плен и яде изкуствена диета, този фино настроен чревен микробиом се променя. В статия, публикувана в International Society for Microbial Ecology Journal, изследователският екип съобщава, че естественият чревен микробиом може да бъде запазен в плен, като продължи да храни животните с местни храни, вместо с изкуствена диета.

„Установихме, че тези промени могат да бъдат избегнати чрез осигуряване на диви диети на животни в плен“, казва Мартинес-Мота. „Нашите резултати също показват, че търговските диети са основният двигател, който предизвиква микробни промени в гризачите в плен. Бихме могли да предположим, че същото важи и за други животни в плен. "

колекция

Изследването е проведено в лабораторията на изтъкнатия професор Дениз Диринг, директор на Училището по биологични науки. Уиринг изучава няколко вида дървесни дървета в продължение на повече от 20 години, научавайки за техните адаптации към тяхната сурова пустинна среда. Различни видове Woodrat са се приспособили за детоксикация на отровните съединения в хвойна, креозот и други пустинни растения.

ФОТО КРЕДИТ: Маргарет Дулин

Белогърла дървесина с кактус от бодлива круша.

Когато изучавали woodrats в лабораторията си, Dearing и нейните ученици забелязали, че след като напуснат естествената си среда, чревните микробиоми на woodrats се променят, ставайки по-малко разнообразни. Все още не знаем много за връзките между чревната микробиология и здравето, но по-малко разнообразният микробиом обикновено е лошо нещо. „Въпреки това не знаехме какви конкретни фактори са причинили големи микробни промени в предишни експерименти, което ограничава нашите заключения“, казва Даринг. Те подозираха, че диетата може да е била основен фактор.

Подобни промени в чревната микробиота са наблюдавани и при други бозайници, като изследователите предлагат различни възможни обяснения, включително диета. Но досега нито едно друго проучване не е изолирало ефекта от диетата върху бозайниците в плен.

И така, Уиринг, стипендиантите Мартинес-Мота и Тери Ор и сътрудникът на Университета в Питсбърг Кевин Кол създадоха експеримент за проследяване на микробиомите на червата на Woodrats в лабораторията, хранейки се с различни диети. Те открили популация на дървени плъхове близо до Castle Castle, Юта, с диета, която лесно може да бъде събрана и транспортирана до лабораторията: бодлив круша кактус.

„Тази диетична специализация и възможността за събиране на кактуси в естественото местообитание и пресъздаване на дивата диета в лабораторията осигуриха условията да имаме перфектната система от животински модели, за да проверим нашата хипотеза“, казва Даринг.

Бодлив проблем

Като цяло те събраха дванадесет дървени плъха. „Капането на дървени плъхове винаги е приключение!“ Мартинес-Мота казва. Woodrats също често се наричат ​​packrats, казва той. „Те събират всякакви неща от железопътни шипове, до кости, до лапи на други животни. Винаги е интересно да видим какво са събрали “, казва Даринг.

Екипът събира и кактуси, като ги храни на дърветата по пътя към Солт Лейк Сити. За да предотврати нараняване на гризачите, екипът обезсърчи кактусите. Мартинес-Мота също обезцени кактусите в лабораторията и все още намери бодли в дрехите си няколко седмици след края на експеримента. В дивата природа, отбелязва Уиринг, горските плъхове обезкосмяват самите кактуси и подреждат гнездата си с шипове, за да възпират хищниците. „Иронично е, че горските плъхове са избрали защитата на храната си, бодлите, за да се предпазят“, добавя тя.

В лабораторията половината от дървесните плъхове получиха изкуствени диети (търговска заешка чау с високо съдържание на фибри), докато другата половина получи бодлива круша, събрана от дивата природа.

Разнообразието на общността

След три седмици изследователският екип разгледа резултатите. В началото на изкуствената диета, хранената с чау група губи повече от една трета от своите бактериални видове черва, включително някои от родовете Bifidobacterium и Lactobacillus (множествено число от рода).

„И двата рода на бактериите са свързани с детоксикация на растителните токсини, погълнати от дърветата“, казва Мартинес-Мота. „По този начин бихме могли да предположим, че някои функции на микробиома на ядрото на дървото са били нарушени, когато животните се хранят с изкуствени диети.“

На мястото на изгубените родове са вече установени микробни общности като Clostridiales, Ruminococcaceae и Lachnospiraceae, всички участващи в метаболизирането на несмилаеми въглехидрати като фибрите в чау. До края на триседмичния експеримент хранените с чау дърва са възвърнали около 10% от разнообразието на червата си.

За разлика от тях, хранената с кактус група запазва около 90% от първоначалното си разнообразие от микробиоми по време на експеримента. Не винаги е възможно да се знае точно какво животно яде в дивата природа, казват изследователите, но ако тази диета може да бъде разумно приближена в плен, червата на животното вероятно ще останат разнообразни и здрави.

И така, какво означава това за зоопарковете и собствениците на домашни любимци?

„Хората, които отглеждат диви животни в плен, трябва да допълват диетата на животни с хранителни продукти, които приличат на храна, консумирана в дивата природа“, казва Мартинес-Мота. „Ако допълването на диета с дива храна не е възможно, трябва да се предоставят хранителни продукти с подобен хранителен/химичен състав.“