Некоторые бактерии живут в кишечнике человека с тех пор, как мы ещё не были людьми

Некоторые бактерии в нашем кишечнике передавались из поколения в поколение на протяжении миллионов лет, ещё до того, как мы стали людьми. Это говорит о том, что эволюция играет бо́льшую роль, чем считалось ранее, в формировании кишечного микробиома человека. К такому выводу пришло новое исследование, опубликованное в журнале Science.

Изученные бактерии направляют раннее развитие нашего кишечника, «обучают» иммунную систему бороться с патогенами и могут даже влиять на наше настроение и поведение.

Международная команда учёных под руководством профессора интегративной биологии Техасского университета в Остине Ховарда Охмана и бывшего аспиранта этого университета, а ныне постдока в Калифорнийском университете в Беркли Эндрю Меллера обнаружила, что по мере того, как люди и африканские человекообразные обезьяны эволюционировали в отдельные виды от общего предка, бактерии, присутствовавшие у этого предка, также эволюционировали в различные штаммы, связанные с каждым видом-хозяином.

Учёные нашли генетические доказательства, что бактерии разделялись на разные штаммы примерно в те же временные периоды, когда их хозяева разделялись на разные виды. Одно такое разделение бактерий произошло около 15,6 миллиона лет назад, когда линия горилл отделилась от других гоминид. Другое разделение случилось около 5,3 миллиона лет назад, когда человеческая линия отделилась от линии, ведущей к шимпанзе и бонобо.

«Удивительно, что наши кишечные микробы, которые мы могли получить из множества источников в окружающей среде, на самом деле так долго коэволюционировали внутри нас», — отмечает Ховард Охман.

Исследователи проанализировали образцы фекалий, собранные у диких африканских человекообразных обезьян (шимпанзе, бонобо, горилл) и у людей, живущих в Коннектикуте. Используя секвенирование генов, они реконструировали эволюционные деревья для трёх групп кишечных бактерий, которые составляют более 20% микробиома человека.

• Для двух групп — Bacteriodaceae и Bifidobacteriaceae — бактериальные эволюционные деревья почти точно повторяют дерево эволюции гоминид.
• Эволюционное дерево третьей группы, Lachnospiraceae, оказалось сложнее. Было зафиксировано как минимум четыре случая передачи этих бактерий между разными видами-хозяевами. Исследователи предполагают, что это связано со способностью этих бактерий образовывать споры и долго выживать вне хозяина.

Учёные точно не знают, как эти древние штаммы микробов передавались от одного поколения хозяев к другому на протяжении миллионов лет. Предполагается, что ключевую роль играет как первичная передача от матери при рождении, так и последующие социальные взаимодействия.

«Самое захватывающее для меня — возможность того, что эта совместная дивергенция бактерий и хозяев может простираться гораздо дальше в прошлое. Возможно, мы сможем проследить наших кишечных микробов вплоть до наших общих предков со всеми млекопитающими, рептилиями, амфибиями, может быть, даже со всеми позвоночными. Если это правда, то это потрясающе», — говорит Эндрю Меллер.