Mesele din sânge întăresc apărarea împotriva virusurilor
Liliecii vampiri se hrănesc exclusiv cu sânge - unic printre mamifere. Adaptările foarte specifice în cursul evoluției au dus la acest mod de viață.
27.02.2018 Institutul Leibniz pentru cercetare în grădina zoologică și animale sălbatice Rezultate cercetare Biodiversitate HP Topnews Științe ale vieții
Foto: Brock Fenton
Liliecii vampiri se hrănesc exclusiv cu sânge - un mod unic de viață în rândul mamiferelor. S-a presupus de mult că, în cursul evoluției, adaptări foarte specifice au condus la acest mod de viață, care ar fi vizibil în genomul acestor animale. Comunitatea de microorganisme din tractul digestiv, microbiomul, joacă probabil, de asemenea, un rol important în digestia sângelui. Cât de mult afectează virușii dintr-o masă de sânge asupra sănătății liliecilor vampiri? Pentru a verifica aceste ipoteze și pentru a răspunde la această întrebare, oamenii de știință de la Berlin Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (IZW), împreună cu parteneri internaționali, au cercetat genomul liliecilor și al microorganismelor din intestin. Rezultatele confirmă importanța mare a microbiomului în hrănirea sângelui și îmbunătățirea rezistenței la infecții virale. Ca un posibil purtător de rabie, liliecii vampiri sunt văzuți ca o amenințare pentru animale. Se pare că poartă cu ei mai puțini viruși infecțioși decât se credea anterior. Aceste rezultate sunt publicate în revistele „Nature Ecology & Evolution” și „EcoHealth”.
Specializarea într-o singură sursă de hrană este adesea asociată cu adaptări genetice. „Vampirul comun” (Desmodus rotundus) aparține subfamiliei liliecilor vampiri, care sunt adaptați unei diete cu sânge. Această formă de nutriție este, de asemenea, cunoscută sub numele de sanguivor, mâncător de sânge. Scăzut în vitamine, grăsimi și glucoză și bogat în sare, sângele ca singură sursă de alimente prezintă o mulțime de provocări. Prin sânge, animalele sunt, de asemenea, expuse la o varietate de agenți patogeni, inclusiv viruși. Echipa internațională de cercetare a secvențiat și analizat genomul liliacului vampir și a examinat microbiomul intestinului pentru a identifica mai întâi adaptările speciale la dietă cu sânge.
Oamenii de știință de la Leibniz-IZW și colegii lor au descoperit că adaptările la dieta folosind sânge pot fi urmărite înapoi la modificări atât în genom cât și în microbiom. Performanța adaptivă cuprinde o mare varietate de procese - tratarea deșeurilor de azot și a presiunii osmotice crescute, a acumulării de fier și a modificărilor imunității. Microbiomul vampirului este foarte diferit de cel al liliecilor care consumă carne, insecte sau fructe. De asemenea, conține bacterii mai benefice, care sunt capabile să producă substanțe antivirale.
Într-un al doilea studiu, echipa Leibniz IZW și colegii din Mexic au examinat apariția virușilor la lilieci și bovine vampir din aceeași zonă. În mod surprinzător, nu au existat viruși comuni care cauzează boli la lilieci și bovine. Și liliecii vampiri aveau mult mai puține retrovirusuri decât alți lilieci sau alte mamifere.
„Pentru a înțelege adaptările evolutive ale unui animal, este necesar să îl examinăm dintr-o perspectivă de ansamblu, care include interacțiunile unui animal cu mediul său și microbiomul său”, spune Dr. Marina Escalera-Zamudio, fost candidat la doctorat la Leibniz-IZW și în prezent coleg postdoctoral la Universitatea Oxford. „La liliecii vampiri, microbiomul ajută la procesarea dietei de sânge dificil de digerat și săracă în nutrienți. În plus, ajută la apărarea cu succes împotriva virusurilor găsite în sânge. Pentru mine, ca om de știință, acesta este un foarte bun exemplu de interdependență între o specie animală și microbiomul acesteia, aici sub forma comunității bacteriene, în timpul procesului evolutiv ", spune Escalera-Zamudio.
Aparent, riscul ca liliecii să poată fi responsabili pentru transmiterea virușilor a fost, de asemenea, supraestimat. Studiile arată că, pentru a răspunde la această întrebare, trebuie luate în considerare ecologia gazdei, adaptările specifice speciilor și microbiomul.
Publicații
Zepeda Mendoza ML, X Xiong, Escalera-Zamudio M, Runge AK, Thézé J, Streickerf D, Frank HK, Loza-Rubio E, Liu S, Ryder OA, Samaniego Castruita JA, Katzourakis A, Pacheco G, Taboada B, Löber U, Pybus OG, Li Y, Rojas-Anaya E, Bohmann K, Baeza AC, Arias CF, Liu S, Alex D. Greenwood, Bertelsen MF, Whiten NE, Buncen M, Zhang G, Sicherheitsitz-Pontén T, Gilbert MTP (2017 ): Adaptări hologenomice care stau la baza evoluției sângeroase la liliacul vampir comun. Ecologie și evoluție a naturii. doi: 10.1038/s41559-018-0476-8.
Escalera-Zamudio M, Taboada B, Rojas-Anaya E, Löber U, Loza-Rubio E, Arias CF, Greenwood AD (2017): Comunități virale printre lilieci și bovine simpatric vampir. EcoHealth. doi: 10.1007/s10393-017-1297-y. 10.1007/s.