הכחדה המונית במעיים האנושיים נחשפה על ידי שרידי מאובנים של צואה בת 2,000 שנה

גרגר אבקה סקווש בקופרוליט. (Wilbowo et al., Nature, 2021)

החיידקים החיים במעי שלנו הם הרבה פחות מגוונים מאשר היו לפני 2,000 שנה.

זה אחד הממצאים המרכזיים מניתוח גנומי של צואה אנושית מאובנת ממקלטי סלעים ברחבי צפון אמריקה ומקסיקו. שמונה דגימות המתוארכות מלפני 1,000 עד 2,000 שנים חושפות חיידקים שהם חדשים לחלוטין למדע, כמו גם אחרים שנעדרים לחלוטין מהמיקרוביום של המעיים כיום.

לעומת זאת, המיקרוביום המודרני של המעי מכיל הרבה יותר חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה מאלה של אבותינו. ממצאים אלו יכולים לעזור לנו להבין את הקשר - אם יש כזה - בין המיקרוביום המופחת שלנו לבין השכיחות המודרנית הגבוהה יותר של מחלות כרוניות 'תעשייתיות' כגון סוכרת והשמנה.



המיקרוביום האנושי הוא מכונה מרתקת ומורכבת, ובשנים האחרונות, מדענים גילו כי יש לה תפקיד חשוב הרבה יותר בשמירה על בריאות גופנו ממה שהבנו בעבר. אבל ההבנה שלנו כיצד השתנה המיקרוביום האנושי לאורך זמן מוגבלת.

הזן צואה מאובנת, הידועה מדעית כקופרוליטים. למרות שמאובנים אלה עשויים להיראות די לא נעימים, הם יכולים להיות מקורות עשירים למידע על איך חיו בעלי חיים עתיקים, ולחשוף מידע מורכב על תזונה וטפילי מעיים ומחלות.

הם מכילים גם חלק מהחיידקים המצפים את המעיים, ומאפשרים לכל אחד עם הכלים המתאימים לאסוף תמונת מצב של המיקרוביום. זה מה שעשה צוות בינלאומי של מיקרוביולוגים בראשות המרכז לסוכרת ג'וסלין בארה'ב, בפירוט הגדול ביותר בכל מיקרוביום מעי אנושי עתיק.

החוקרים לקחו קופרוליטים שהשתמרו בצורה מושלמת בשלושה מקלטי סלע - מקלט בומרנג ביוטה, מיקום לא ידוע אי שם בדרום מערב אמריקה (הדגימות נאספו לפני כמעט 100 שנה וסומנו בצורה גרועה), ואתר La Cueva de los Muertos Chiquitos בדורנגו. , מקסיקו.

הקופרוליטים הללו אושרו כבני אדם באמצעות ניתוח תזונתי, ותוארכו באמצעות ניתוח פחמן רדיו. לאחר מכן ביצעו המדענים את העבודה המורכבת של מיצוי ה-DNA השמור היקר שיכול לזהות את החיידקים.

החוקרים שיחזרו בהצלחה 498 גנומים מיקרוביאליים; מתוכם, 181 היו הסבירים ביותר שמקורם במעיים האנושיים, ולא באדמה שמסביב.

מתוך הרצפים הללו, נראה היה ש-158 מייצגים מין מיקרוביאלי מובהק מסוג כלשהו. אלה הושוו אז ל-789 מיקרוביומים מקהילות של ימינו, מקהילות תעשייתיות ולא תעשייתיות כאחד.

התוצאות היו מדהימות. לא רק שהמיקרוביום העתיק היו דומים יותר לאלה של קהילות מודרניות לא תעשייתיות, אלא שהם הכילו מינים שלא נראו באף מיקרוביום מודרני. מתוך 158 הגנומים, 61 לא היו ידועים לחלוטין למדע - זה כמעט 40 אחוז.

המגוון הזה במיקרוביום, מאמינים החוקרים, עשוי להיות קשור למגוון בתזונה.

'בתרבויות עתיקות, המזונות שאתה אוכל הם מאוד מגוונים ויכולים לתמוך באוסף אקלקטי יותר של חיידקים,' אמר המיקרוביולוג אלכסנדר קוסטיק של המרכז לסוכרת ג'וסלין.

'אבל ככל שאתה מתקדם לכיוון תיעוש וליותר דיאטה של ​​חנות מכולת, אתה מאבד הרבה חומרים מזינים שעוזרים לתמוך במיקרוביום מגוון יותר.'

היו כמה הבדלים מרתקים גם בתוך החיידקים. היו להם פחות גנים הקשורים לעמידות לאנטיביוטיקה, אבל היו להם גם פחות גנים לייצור חלבונים שמפרקים את הגליקנים, מולקולות הסוכר שנמצאות בריר.

השפלה של ריר המעי הגס קשורה מחלות כמו מחלת קרוהן, צליאק וקוליטיס כיבית.

גם לחיידקים העתיקים היו מספר גבוה יותר של טרנספוזות - אנזימים שיכולים לחתוך ולהדביק ולשכפל אלמנטים של DNA, להחליף דברים כדי לעזור להסתגל לתנאים משתנים, בין היתר.

'אנחנו חושבים שזו יכולה להיות אסטרטגיה של החיידקים להסתגל בסביבה שמשתנה הרבה יותר מהמיקרוביום המתועש המודרני, שבה אנחנו אוכלים את אותם הדברים וחיים את אותם החיים פחות או יותר כל השנה', אמר קוסטיק .

'בעוד שבסביבה מסורתית יותר, דברים משתנים וחיידקים צריכים להסתגל. הם עשויים להשתמש באוסף הרבה יותר גדול של טרנספוזות כדי לתפוס ולאסוף גנים שיעזרו להם להסתגל לסביבות השונות.'

לא ברור כיצד המיקרוביום המתפתח שינה את בריאותנו, וגודל המדגם קטן למדי, אך המחקר מראה שאנו יכולים להשתמש בקופרוליטים כדי לחקור את הקרביים של אבותינו כדי להבין מה השתנה. בתורו, זה יכול להוביל לתוצאות בריאותיות טובות יותר בעתיד.

'מחקרים עתידיים דומים המנצלים את העושר של פלאופצ'ים לא רק ירחיכו את הידע שלנו על המיקרוביום האנושי, אלא עשויים גם להוביל לפיתוח גישות להשבת מיקרוביום המעי של ימינו למצב אבותיהם', כתב הצוות במאמרם.

המחקר פורסם ב טֶבַע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.