Їжа в крові посилює захист від вірусів

захист

Кажани-вампіри харчуються виключно кров’ю - унікальною серед ссавців. Дуже специфічні пристосування в ході еволюції призвели до такого способу життя.

27.02.2018 Інститут досліджень зоопарку та дикої природи Лейбніца Результати досліджень біорізноманіття HP Topnews Life Sciences

Фото: Брок Фентон

Кажани-вампіри харчуються виключно кров’ю - унікальним способом життя серед ссавців. Довго вважалося, що в ході еволюції дуже специфічні пристосування привели до такого способу життя, який був би помітний у геномі цих тварин. Спільнота мікроорганізмів у травному тракті, мікробіом, ймовірно, також відіграє важливу роль у перетравленні крові. Наскільки віруси з кров’яної їжі впливають на здоров’я кажанів-вампірів? Для того, щоб перевірити ці припущення та відповісти на це питання, вчені з Берлінського інституту зоопарків та досліджень дикої природи (IZW), спільно з міжнародними партнерами, досліджували геном кажанів та мікроорганізми в кишечнику. Результати підтверджують велике значення мікробіому в харчуванні крові та підвищенні стійкості до вірусних інфекцій. Як можливий переносник сказу кажани-вампіри розглядаються як загроза для худоби. Виявляється, вони несуть із собою менше інфекційних вірусів, ніж вважалося раніше. Ці результати опубліковані в журналах "Nature Ecology & Evolution" та "EcoHealth".

Спеціалізація на одному джерелі їжі часто пов’язана з генетичними адаптаціями. «Загальний вампір» (Desmodus rotundus) належить до підродини кажанів-вампірів, які пристосовані до дієти з кров’ю. Ця форма харчування також відома як сангвівор, пожирач крові. З низьким вмістом вітамінів, жирів, глюкози та високим вмістом солі кров як єдине джерело їжі створює багато проблем. Через кров тварини також піддаються дії різних патогенних мікроорганізмів, включаючи віруси. Міжнародна дослідницька група здійснила секвенування та аналіз геному вампірської кажана та вивчила мікробіом кишечника, щоб спочатку виявити особливі пристосування до дієти з кров’ю.

Вчені з Leibniz-IZW та їх колеги виявили, що коригування дієти з використанням крові можна простежити до змін як у геномі, так і в мікробіомі. Адаптивна ефективність охоплює широкий спектр процесів - боротьба з відходами азоту та підвищеним осмотичним тиском, накопичення заліза та зміни імунітету. Мікробіом вампіра сильно відрізняється від мікрофона білих м'ясів, комах або плодожерних кажанів. Він також містить більше корисних бактерій, здатних виробляти противірусні речовини.

У другому дослідженні команда Лейбніца IZW та його колеги з Мексики дослідили наявність вірусів у кажанів-вампірів та великої рогатої худоби в тій же області. Дивно, але серед кажанів та великої рогатої худоби не було поширених вірусів, що викликають хвороби. А у кажанів-вампірів було набагато менше ретровірусів, ніж у інших кажанів чи інших ссавців.

"Для того, щоб зрозуміти еволюційні пристосування тварини, необхідно дослідити її з загальної точки зору, яка включає взаємодію тварини з навколишнім середовищем та її мікробіомом", - говорить доктор Марина Ескалера-Замудіо, колишня докторантка Leibniz-IZW, а в даний час докторант Оксфордського університету. «У кажанів-вампірів мікробіом допомагає обробляти важко засвоювану та бідну поживними речовинами дієту крові. Крім того, це допомагає успішно захищатися від вірусів, що знаходяться в крові. Для мене, як для вченого, це дуже гарний приклад взаємозалежності між видом тварини та його мікробіомом тут, у вигляді бактеріального співтовариства, під час еволюційного процесу ", - говорить Ескалера-Замудіо.

Очевидно, ризик того, що кажани можуть бути відповідальними за передачу вірусів, також завищений. Дослідження показують, що для відповіді на це питання необхідно брати до уваги екологію хазяїна, видоспецифічні адаптації та мікробіом.

Публікації

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) ): Гологеномні адаптації, що лежать в основі еволюції сангвіорії у звичайної вампірської кажана. Екологія та еволюція природи. 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): Вірусні спільноти серед симпатичних кажанів-вампірів та великої рогатої худоби. ЕкоЗдоров’я. doi: 10.1007/s10393-017-1297-y. 10.1007/с.