腸道微生物可能驅動進化

安靜地生活在我們體內的細菌可能在塑造進化方面發揮作用

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人體內細菌細胞的數量至少是人體細胞的10倍。這個統稱為微生物組的群落可能在調節肥胖、哮喘和過敏的風險中發揮作用。現在,一些研究人員想知道微生物組是否可能在更關鍵的過程中發揮作用:配偶選擇,並最終影響進化。

微生物組可能發揮這種關鍵作用的最佳證據來自對昆蟲的研究。特拉維夫大學的尤金·羅森伯格在2010年領導的一項實驗發現,用不同飲食餵養果蠅假obscura果蠅會改變它們的配偶選擇:這些果蠅只會與飲食相同的其他果蠅交配。一劑抗生素消除了這些偏好——果蠅又開始不考慮飲食而交配——這表明是飲食引起的腸道微生物變化,而不是單獨的飲食,推動了這種變化。

為了確定腸道微生物是否會影響生物體的壽命及其繁殖能力,範德比爾特大學遺傳學家塞思·博登斯坦和他的同事給白蟻Zootermopsis angusticollisReticulitermes flavipes服用了抗生素利福平。這項於2011年7月發表在《應用與環境微生物學》上的研究發現,經抗生素處理的白蟻在治療後腸道細菌的多樣性降低,產卵數量也明顯減少。博登斯坦認為,某些有益微生物的減少,其中一些微生物有助於消化和營養吸收,導致白蟻營養不良,繁殖能力下降。


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這些研究是進化生物學家日益增長的共識的一部分,即人們不能再將生物體的基因與其共生細菌的基因分開。它們都是單個“全基因組”的一部分。

羅森伯格說:“長期以來,微生物學一直與植物學和動物學分離,但所有動植物都與數百萬或數十億的微生物相關聯。” “你必須檢視全基因組才能瞭解動植物。” 換句話說,自然選擇的力量對植物或動物及其全部微生物施加壓力。博登斯坦的發現為這一觀點提供了支援,他表明,某些種類的黃蜂之間的進化距離越近,它們的微生物群的相似性就越高。

研究人員認為,微生物組對人類進化也至關重要。博登斯坦說:“鑑於微生物組在人類適應(如消化、嗅覺和免疫系統)中的重要性,人類微生物組似乎很可能對物種形成產生影響。” “可以說,微生物群與基因一樣重要。”

本文以“後座駕駛員”為標題印刷出版。

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