Microbiologie in hapklare porties
Het verhaal van de aap die het voedsel van de mens at
Als de ochtendzon door het bladerdak schijnt, komt een oranje getuft hoofd met een eigenaardig blauwgrijs gezicht tevoorschijn uit de takken van de gematigde wouden in het bergachtige zuidwesten van China. De gouden stompneusaap (Rhinopithecus roxellana) uit Sichuan komt ‘s ochtends naar buiten om te foerageren en geniet van allerlei plantaardig voedsel, zoals knoppen, bloemen, bladeren, schors en korstmossen. De afnemende habitat en toenemende menselijke bemoeienis veroorzaken echter problemen voor deze dieren en hun darmen. Een recente studie benadrukt het belang van darmmicrobiële ecologie in dierenpopulaties in gevangenschap en onder menselijke invloed.
De darmmicrobiota van dieren is een belangrijke voorspeller van hun gezondheid en speelt een centrale rol in de voeding en fysiologie van wilde dieren. Gevangenschap en kunstmatige voeding bieden ondersteuning voor de snel afnemende populaties van verschillende soorten op de Rode Lijst van de IUCN, vooral de Gouden stompneus (geclassificeerd als bedreigd).
Maar zelfs deze maatregelen hebben tekortkomingen. Een door mensen verstrekt dieet kan nooit nauwkeurig de mand van de natuur nabootsen en het daaruit voortvloeiende verlies van de darmflora kan op lange termijn leiden tot veranderingen in de gezondheid van de apen, wat rehabilitatie bemoeilijkt. Apen in gevangenschap hebben nog steeds last van gastro-intestinale ziekten zoals diarree en dyspepsie.
R. roxellana heeft fermenterende voormagen (uniek voor colobijnapen en andere dieren) die een cruciale rol spelen bij de spijsvertering en voeding, wat het belang benadrukt van het onderzoeken van darmmicrobiële polymorfismen en gevoeligheid. Net als een moeder die haar foerageerwijsheid doorgeeft, lijken stamboomrelaties ook invloed te hebben op de darmmicrobiota van primaten. Gastheerfactoren (d.w.z. de kenmerken van de aap die de microben herbergt) zoals leeftijd en geslacht hebben ook bepaalde effecten.
Pas onlangs is serieus onderzoek gestart om alle bovenstaande details te bevestigen. Eén zo’n onderzoek is de vergelijkende analyse uitgevoerd door Liu et al.. In hun onderzoek belichten ze de verschillen in het darmmicrobioom tussen AD (antropologisch gestoorde) apen en natuurlijke populaties. Ze onthullen ook hoe de microbiota van door mensen gevoede apen geleidelijk verschuift, vergelijkbaar met die van onze commensale bacteriën. Bovendien werpen ze licht op het belang van gastheerfysiologie en voorouderlijke verwantschap op de gezondheid van de darmen.
In de apenbusiness duikenIn totaal werden negen groepen apen onderzocht zonder ze stress of schade toe te brengen. Eén groep was volledig wild, één was wild maar had enige toegang tot menselijk voedsel en de overige zeven groepen waren onafhankelijke groepen in gevangenschap. Verse fecesmonsters werden direct na het poepen genomen met een steriele lepel en koud bewaard. Daarna werd 16S rRNA geamplificeerd en de nucleïne werd gesequenced om de bacteriële diversiteit van elke groep te identificeren. Zuigapen van ongeveer 30 dagen oud werden uitgesloten van het onderzoek omdat ze nog geen stabiele darmflora hebben.
THet verhaal van de darm van de aap
Uit het onderzoek bleek dat zowel gevangenschap als kunstmatige voedselvoorziening leidden tot significante veranderingen in de darmflora, waarbij het dieet de belangrijkste oorzaak was. De AD-populaties vertoonden allemaal dezelfde algemene verschuiving in microbiële diversiteit. Er was een toename van Bacteroidetes en een afname van Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobia en Tenericutes. Bovendien daalde de verhouding Firmicutes/Bacteroidetes bij de apen. Een hogere verhouding wordt geassocieerd met een superieure energie-extractie uit het voedsel.
Het darmmicrobioom van AD-apen vertoonde een hoger vitamine- en aminozuurmetabolisme, maar een lagere antibioticaproductie en afbraak van secundaire metabolieten (voornamelijk beschikbaar uit korstmossen en schors). De afname in microbiële biosynthese van antibiotica bij individuen in gevangenschap draagt bij tot het vaker voorkomen van spijsverteringsproblemen. Bacteriën die betrokken zijn bij de vertering van complexe koolhydraten, cellulose en onoplosbare polysachariden namen af. Als gevolg daarvan was er een daling in de biosynthese van antibiotica in gevangenschap. Als gevolg daarvan daalde de hoeveelheid ruwe celstof in de darmen.
De cocktail van al deze factoren samen verklaart waarom individuen in gevangenschap vatbaarder zijn voor maag- en darmproblemen.
Cruciale conclusies en gevolgen
Apen, onze neven van primaten, krijgen net als wij mensen te maken met maag- en darmproblemen wanneer hun omgeving en voedingsgewoonten drastisch veranderen. Daarom is de darmgezondheid van dieren een veelbesproken onderwerp onder natuurbeschermers. Natuurbeschermers maken zich grote zorgen over de tegenstrijdigheid van het aanvullen van slinkende voedselopties met voedsel van mensen, wat uiteindelijk leidt tot extra problemen bij halfwilde en ingesloten populaties.
Deze studie pleit voor het gebruik van het darmmicrobioom van het dier als een gezondheidsbeoordelingscriterium om de fokomstandigheden voor de populatie in gevangenschap te optimaliseren. Dit onderzoek biedt cruciale hulp aan natuurbeschermers bij het selecteren van voedingsopties voor hun dieren in gevangenschap en rehabilitatie.
Link to the original post: Original Article: Liu, X., Yu, J., Huan, Z., et al. Comparing the gut microbiota of Sichuan golden monkeys across multiple captive and wild settings: roles of anthropogenic activities and host factors. BMC Genomics 25, 148 (2024). https://doi.org/10.1186/s12864-024-10041-7
Featured image: illustrated by Anuradha Joshi using Krita 5.1.0
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 