Batteri intestinali: come i pipistrelli 'cambiano il paradigma'

Una recente indagine sul microbioma dei pipistrelli ha scoperto che seguono regole diverse rispetto ad altri mammiferi. Gli autori si chiedono se queste differenze potrebbero renderli più suscettibili ai cambiamenti ambientali.

Un nuovo documento indaga sui batteri intestinali dei pipistrelli.

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I batteri intestinali sono vitali per la salute umana. I nostri microbi residenti ci aiutano a digerire il cibo, ma il loro ruolo va oltre la semplice elaborazione.

Gli scienziati stanno trovando prove crescenti che i nostri batteri intestinali potrebbero svolgere un ruolo in una serie di condizioni di salute.

Gli esseri umani non sono soli quando si tratta di un microbioma. Tutti i mammiferi, anzi la maggior parte degli animali, hanno una legione di microbi che vivono su di loro e in essi.

Poiché i batteri intestinali hanno vissuto in tandem con i mammiferi durante il tempo evolutivo, si sono evoluti insieme. In molti casi, si sono evoluti per aver bisogno l'uno dell'altro per sopravvivere.

A causa di questa coevoluzione, le specie che sono più strettamente correlate tendono ad avere microbiomi simili, mentre le specie che sono solo lontanamente imparentate condividono meno somiglianze.

Questa tendenza del microbioma a corrispondere strettamente tra due specie correlate è chiamata filosimbiosi.

Un nuovo studio sorprendente rileva che questa regola non si applica ai pipistrelli. Gli scienziati hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista mSystems.

Rompere le regole

In questo studio, gli scienziati hanno scoperto che anche specie di pipistrelli strettamente imparentate hanno microbiomi significativamente diversi. Ciò ne deduce che i batteri intestinali potrebbero non essere così cruciali per i pipistrelli.

"Cambia il paradigma in base al quale abbiamo operato, ovvero che gli animali richiedono microbi per la digestione e l'acquisizione di nutrienti. Questo è vero per noi, ma potrebbe non essere vero per tutte le specie ".

L'autrice principale Holly Lutz del Chicago’s Field Museum, IL

Per indagare sui batteri intestinali dei pipistrelli, i ricercatori hanno prelevato campioni dalla pelle, dalle lingue e dalle budella di 497 pipistrelli. In tutto, hanno analizzato 31 specie provenienti dall'Uganda e dal Kenya.

Gli scienziati hanno confrontato il materiale genetico presente in questi campioni per costruire un'immagine delle specie che risiedono in aree specifiche di ciascun pipistrello.

In primo luogo, gli autori hanno notato che c'era più diversità batterica sulla pelle che nella bocca o nell'intestino. Questa scoperta è in linea con la ricerca su altri mammiferi.

Tuttavia, i pipistrelli differivano dagli altri mammiferi in un modo sorprendente: i loro microbiomi non sembrano seguire un modello evolutivo. In altre parole, i pipistrelli non dimostrano la filosimbiosi.

Studi precedenti hanno accennato a questa divergenza dalla regola, ma studi precedenti non hanno avuto accesso a una così vasta gamma di specie selvatiche.

"Sostanzialmente non esiste alcuna relazione tra il microbioma del pipistrello e la storia evolutiva del pipistrello", spiega Lutz.

Continua: "Ti aspetteresti di vedere microbiomi simili in specie di pipistrelli strettamente imparentate se questi animali dipendessero fortemente dai loro batteri per la sopravvivenza. Questo è in gran parte ciò che abbiamo visto in altri mammiferi che sono stati studiati, ma non è presente nei pipistrelli ".

Il miglior predittore dei tipi di batteri trovati nell'intestino di una specie di pipistrello era dove vive. In altre parole, se due pipistrelli della stessa specie vivessero in luoghi diversi dove hanno accesso a cibi diversi, il loro microbioma sarebbe molto diverso. Tuttavia, se vivessero fianco a fianco nella stessa nicchia ecologica, è più che probabile che i loro microbiomi sarebbero simili.

I ricercatori hanno anche scoperto che i pipistrelli che vivono ad altitudini più elevate avevano un microbioma più diversificato. Secondo gli autori, una relazione tra elevazione e diversità microbica è stata precedentemente "osservata in studi sulla pelle di anfibi e suolo montano".

Un phylum di batteri noto come Firmicutes di solito domina i microbiomi intestinali dei mammiferi. Anche qui i pipistrelli differiscono. Il microbioma del pipistrello ha un'abbondanza relativa di proteobatteri, che ricorda più gli uccelli.

Perché i pipistrelli sono diversi?

Gli autori ritengono che questa scoperta insolita potrebbe essere dovuta al modo di trasporto innovativo dei pipistrelli: sono gli unici mammiferi ad aver raggiunto il volo a motore (piuttosto che il volo a vela). Per rimanere in volo, l'anatomia del pipistrello ha dovuto adattarsi.

Rispetto ad altri mammiferi di dimensioni simili, i pipistrelli hanno un intestino corto, il che significa che trasportano meno tessuto intestinale e meno cibo. Gli scienziati ritengono che questo adattamento li abbia aiutati a ridurre il peso, rendendo il volo meno dispendioso in termini di energia.

Come spiega Lutz, se voli, "non puoi portare in giro cose non essenziali".

Grazie al loro intestino più corto, il cibo percorre la lunghezza del sistema digestivo di un pipistrello in soli 15-30 minuti. Un intestino più corto potrebbe significare che i pipistrelli non hanno mai avuto la possibilità di formare stretti legami con i loro clandestini batterici.

Da un punto di vista ecologico, gli scienziati si chiedono se i cambiamenti all'ambiente potrebbero essere particolarmente dannosi per i pipistrelli. Avere una popolazione stabile di batteri intestinali aiuta a mantenere sano il sistema immunitario.

Se i batteri intestinali di un pipistrello cambiano in risposta all'ambiente circostante, qualsiasi alterazione ambientale potrebbe avere implicazioni anche per il loro sistema immunitario.

“I pipistrelli possono essere molto suscettibili ai cambiamenti ambientali. Se hanno un microbioma transitorio, potrebbero non avere i meccanismi di difesa più stabili. I disturbi all'ambiente causati dall'uomo sono una questione molto importante. I pipistrelli possono essere estremamente fragili e più a rischio ".

L'autrice principale Holly Lutz

Tuttavia, potrebbe essere che i pipistrelli siano semplicemente meno dipendenti dal loro microbioma rispetto ad altri mammiferi.

Un documento intitolato "Non tutti gli animali hanno bisogno di un microbioma", sostiene che "gli animali abbracciano un continuum di dipendenza dai simbionti microbici". In altre parole, alcune specie non possono sopravvivere senza il loro microbioma; alcune specie possono lottare per prosperare senza il loro, ma alla fine sopravvivono e altre non hanno affatto bisogno di un microbioma.

Il mondo del microbioma è dettagliato e ricco di sfumature; come sempre, i ricercatori devono svolgere molto più lavoro.