Как микробиомы и производимые ими запахи формируют поведение насекомых, птиц, животных и людей

Микробы — неотъемлемая часть большинства многоклеточных организмов. Эти организмы таковы, каковы есть, благодаря своим микроскопическим партнёрам, живущим внутри и на них. Эти микробы составляют микробиом — "невидимый орган", весящий примерно 2.5–3 кг у взрослого человека и больше у крупных животных.

Микробиомы были частью организмов с самого начала и эволюционировали вместе с ними, как и видимые органы. В пищеварительном тракте, который сильно различается у хищников, всеядных и травоядных, обитает основная часть микробиома.

Функции микробиома

Микробиом в пищеварительном тракте помогает:

Молекулы, генерируемые микробиомом, играют ключевую роль в невербальной коммуникации организма, вызывая чувства голода, сытости, изменения настроения и социальное поведение. Связь между микробиомом кишечника и мозгом обеспечивает блуждающий нерв.

Микробы, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, производят нейромедиаторы: GABA, ацетилхолин, норадреналин, окситоцин и индольные метаболиты (производные аминокислоты триптофана). Например:

  • Дофамин связан с положительными эмоциями, а его низкий уровень — с тревогой.
  • Инодолы связаны с чувством сытости и потерей веса.

Запахи как сигналы

Микробиом часто заявляет о себе запахами — мощными сигналами, влияющими на поведение на расстоянии. Эти микробные запахи — ключевой инструмент невербальной коммуникации.

У людей: Кожа заселена разнообразными микробами, формирующими запах тела. Бактерии Staphylococcus и Corynebacterium в подмышечных впадинах преобразуют без запаха соединения из апокриновых желёз в индивидуальные запаховые "подписи", которые могут привлекать или отталкивать людей.

Химические сигналы у животных, птиц, растений, грибов

  • Млекопитающие: Запахи (например, триметиламин) привлекают партнёров, добычу, служат для защиты территории.
  • Птицы: Специальная железа с микробиомом производит летучие сигналы для отпугивания хищников, привлечения партнёра, распознавания родственников и своих гнёзд.
  • Насекомые: Запахи поддерживают социальный порядок. Например, запах заставляет одиночную саранчу сбиваться в стаи и стимулирует её аппетит.
  • Грибы: Некоторые грибы (например, трюфели) используют микробиом для производства ароматных спиртов, привлекающих животных для распространения спор.
  • Растения и водоросли: Используют микробные запахи для коммуникации об опасности, защиты от хищников. Некоторые водоросли с помощью микробов производят запахи, привлекающие птиц и рыб для утилизации их после гибели.

Вывод: Микробиом и его запаховые сигналы критически важны для большинства организмов. Эти невербальные коммуникации, возникшие в ходе эволюции, влияют на поведение и помогают хозяину выживать и процветать.