Микробы могут влиять на эволюцию своих хозяев

Каждый вид растений и животных сопровождает отличительный микробиом. Влияние этих микробов на хозяев растёт, затрагивая развитие мозга, пищеварение, защиту от инфекций.

Новое исследование, опубликованное 18 июля в журнале Science, показывает, что микробы также играют важную роль в эволюции. Они могут способствовать возникновению новых видов, снижая жизнеспособность гибридов, полученных от скрещивания самцов и самок разных видов.

Это самое сильное на сегодня доказательство спорной гологеномной теории эволюции. Она предлагает, что объектом естественного отбора Дарвина является не только отдельный организм, но организм плюс его микробное сообщество (гологеном включает геном хозяина и геномы его микроскопических симбионтов).

«Наше исследование показывает, что и ядерный геном, и микробиом должны рассматриваться в единой системе видообразования», — сказал доцент биологических наук Сет Борденштейн, проводивший исследование с постдоком Робертом Брукером.

Они исследовали три вида паразитических ос Nasonia, полезных для биоконтроля вредителей. У ос микробиом из 96 различных групп микроорганизмов.

Два вида (N. giraulti и N. longicornis) дивергировали ~400 000 лет назад и имеют схожие геномы и микробиомы. Третий вид (N. vitripennis) дивергировал ~1 млн лет назад, и различия в его геноме и микробиоме больше.

Смертность гибридного потомства от двух близких видов была относительно низкой (~8%), в то время как смертность гибридов между любым из них и N. vitripennis была высокой (>90%).

«Микробиомы жизнеспособных гибридов были крайне похожи на родительские, но микробиомы погибших гибридов выглядели хаотичными и совершенно другими», — сообщил Брукер.

Исследователи показали, что несовместимость, убивавшая гибриды, имеет микробную основу. В стерильной среде гибриды выживали так же хорошо, как чистокровные личинки. Но когда стерильным гибридам давали микробы кишечника от обычных гибридов, их выживаемость резко падала.

«Наши результаты переводят спор о гологеномной эволюции из идеи в наблюдаемое явление. Вопрос теперь не в том, существует ли гологеном, а в том, насколько он распространён», — сказал Борденштейн.