Кити мають жуйну кишкову флору - бактеріальні спільноти у вусатих китів схожі на м’ясо та м’ясо
Спільноти бактерій вусатих китів схожі на м’ясоїдних і рослиноїдних
Змішана кишкова флора: сині кити та інші несуть у кишечнику бактерії, подібні до коров’ячих -
хоча вони харчуються насамперед ракоподібними. Але цій появі парадоксальної знахідки є пояснення: замість жорсткої трави, як жуйні тварини, морські ссавці за допомогою цих мікробів перетравлюють тверду оболонку крабів. Це не тільки відкриває новини про раціон морських ссавців, але і про їх походження, пишуть вчені в журналі "Nature Communications".
Великі вусаті кити, такі як блакитний кит, горбатий кит, боухед або північний правий кит, не обов'язково відомі як хижаки. Тим не менше, вони явно хижі: їх раціон складається в основному з маси крихітних крабів, криля. Ця багата м’ясом дієта також відображається на флорі кишечника морських ссавців: «Вони мають мікроби, подібні до левів та тигрів, раціон яких дуже багатий м’ясом», - пояснює Пітер Гіргіс з Гарвардського університету.
"Напів жуйних, напів м'ясоїдних"
Еволюційний біолог Гіргіз та його колеги більш детально вивчили кишкові бактерії китів. Окрім мікробних спільнот, типових для хижих тварин, вони також виявили щось дивовижне: кишечник китів також містить бактерії, подібні до мікробіому в травному тракті травоїдних тварин. Ця частина кишкової флори кита дуже нагадує таких жуйних, як велика рогата худоба. "У китів є мікробіом, схожий на половину жуйних і наполовину хижих тварин", - описує Гіргіс.
У жуйних тварин ці бактерії розщеплюють важку для засвоєння целюлозу з рослин, які вони їдять, і таким чином роблять її доступною як джерело їжі для тварин. Однак целюлози в морі мало, і кити не їдять рослин. Але у дослідників є пояснення, чому китам потрібні ці бактерії: черепашки кралів криля зроблені з хітину, який за хімічним складом схожий на целюлозу.
Каловий кис як джерело інформації
Гіргі і його колеги підозрюють, що частина травної системи кита функціонує подібно до системи корів, що жуються: "Ми припускаємо, що там живуть анаеробні бактеріальні спільноти, що руйнують хітин, які розщеплюють цей матеріал і роблять його доступним для кита", - сказав Гіргіс. «Це також корисно для них як м’ясоїдних тварин, оскільки це дозволяє їм отримувати максимальну харчову цінність із їжею». Добре відомо, що травний тракт кита, як і великої рогатої худоби, складається з декількох камер. Однак новим є те, що вони також можуть мати подібну функцію з подібними бактеріями.
Для своїх досліджень вчені використовували зразки китових екскрементів, які їм доводилося відстежувати та збирати в океані. Звідси можна отримати набагато більше інформації, ніж просто про травний тракт та їжу китів. Відповідні види можна визначити за допомогою ДНК, що міститься в ньому, а також можна виявити деякі гормони та токсини навколишнього середовища. Тому кал є цінним джерелом інформації, без того, щоб дослідники мусили йти на полювання на китів.
Еволюція кишкової флори
Дослідження надає ще більше інформації за межами травної системи кита: “Якщо ви подивитесь на мікробіом організму, то певною мірою ви також можете озирнутися в минуле і побачити його предків, - каже Гіргіс, - оскільки споріднені організми схожі на мікробіоми для розміщення ".
І хоча кити зараз колонізують зовсім інше середовище існування і харчуються по-різному, їх кишкова флора все ще частково нагадує флору їхніх далеких родичів жуйних, з якими вони мають спільних предків. Таким чином, дослідники також отримують нові уявлення про еволюцію китів: вони підозрюють, що основи перетравлення целюлози також пропонували морським ссавцям перевагу в океані і, отже, були збережені - незважаючи на абсолютно різні умови навколишнього середовища.
Допомога китам у неволі?
Гіргіс та його колеги сподіваються, що зможуть дослідити зразки бактерій із шлунку кита для подальших досліджень. Вони також хочуть порівняти свої результати, які до цього часу обмежувалися вусатими китами, з кишковою флорою зубчастих китів. Їх типовий раціон містить набагато менше хітину.
Крім того, деякі акваріуми вже виявили інтерес до результатів дослідження: вони сподіваються отримати кращу інформацію про стан здоров’я морських ссавців, яких вони утримують. "Багато акваріумів знають, чи здорові їхні кити, але вони не завжди знають, чому", - каже Гіргіс. Він вважає, що кишкові бактерії дають важливі підказки і тим самим сприяють здоров'ю виловлених китів. «Поки люди утримують китів у неволі, це дослідження має цінність» (Nature Communications, 2015; doi: 10.1038/ncomms9285)