Microbiologie in hapklare porties
Zijn wortels de sleutel tot het behoud van kikkers?
We kunnen ze niet zien, we kunnen ze niet voelen, maar er leven miljarden micro-organismen op onze huid! Deze microbiële gemeenschap (de huidmicrobiota) bestaat voornamelijk uit bacteriën, maar ook uit schimmels en mijten die aan het oppervlak van onze huid vastzitten. Het vormt een echt schild dat voorkomt dat micro-organismen die ons zouden kunnen schaden (pathogenen) ons lichaam kunnen binnendringen!
Bij andere dieren is het net zo, bijvoorbeeld bij amfibieën. Zij hebben een hele dunne huid die gebruikt wordt om te ademen. Sommige soorten ademen alleen door hun huid! De huid is erg kwetsbaar! Het slijm dat de huid bedekt, voorkomt dat ze uitdroogt. Hun huidmicrobiota speelt ook een belangrijke rol in de gezondheid van hun huid, vooral voor de verdediging tegen ziekteverwekkers, omdat het een beschermende barrière vormt, antimicrobiële en antischimmelmoleculen produceert en de immuniteit stimuleert.
Een van de grootste bedreigingen voor amfibieën in het wild is een pathogene waterschimmel (Batrachochytrium dendrobatidis) die chytridiomycose veroorzaakt, een infectie die de ademhalingsorganen blokkeert. Een recente studie heeft aangetoond dat voeding de reactie op infecties kan beïnvloeden via de darmmicrobiota, maar er is weinig bekend over de invloed op de huidmicrobiota.
In deze recente studie wilden onderzoekers begrijpen of carotenoïden (voedingsstoffen die betrokken zijn bij immuniteit en kleur) de samenstelling van de microbiële gemeenschappen in de huid kunnen beïnvloeden in verschillende levensstadia bij de zuidelijke corroboreekikker, een ernstig bedreigde kikkersoort die endemisch is in het zuiden van Australië en bedreigd wordt door B. dendrobatidis.
104 kikkers in gevangenschap werden in het laboratorium gehouden en grootgebracht onder omstandigheden die de natuurlijke omstandigheden nabootsten. Ze werden verdeeld in 4 groepen, afhankelijk van hoe ze gevoed werden (figuur a):
- UU-groep: deze kikkers werden hun hele leven niet bijgevoederd met carotenoïden. Zij vertegenwoordigden de controlegroep.
- CU-groep: deze individuen kregen alleen carotenoïden toen ze nog kikkervisjes waren (vóór hun metamorfose van kikkervisjes tot volwassen dieren) door hun voedsel te mengen met een carotenoïdenmengsel.
- UC-groep: deze individuen kregen alleen carotenoïden toegediend toen ze volwassen waren (na hun metamorfose) door ze krekels te geven die eerder gevoerd waren met wortels en gemengd met een carotenoïdenmengsel.
- CC-groep: deze kikkers werden hun hele leven lang bijgevoederd met carotenoïden.
Op een leeftijd van 4,5 jaar werd de huid van de kikkers geswabbed om hun huidmicroben te bemonsteren (figuur b). De microben werden geïdentificeerd aan de hand van barcodes die in hun DNA verborgen zaten. Elke soort heeft een andere barcode (zoals elk artikel in de supermarkt een andere heeft).
Een DNA-sequencer kan deze streepjescodes lezen, een reeks letters geven en specifieke programma’s kunnen dan de microbiële soort (en zelfs de verschillende microbiële stammen) waartoe deze reeks behoort identificeren door deze te vergelijken met een database die alle microbiële streepjescodes bevat die zijn gekoppeld aan de naam van de soort waartoe ze behoren. Dit is net zoiets als het scannen van artikelen bij de kassa van de supermarkt: de kassa leest de barcodes en de computer waarin alle artikelinformatie is opgeslagen, identificeert vervolgens bij welk artikel het hoort en wat de prijs ervan is! Zodra de microben zijn geïdentificeerd, worden microbiële gemeenschappen meestal beschreven met behulp van verschillende maten om het aantal aanwezige soorten en hun abundantie te berekenen.e usually described using diverse measures to compute the number of species present and their abundances.
De auteurs ontdekten dat carotenoïden de samenstelling van het huidmicrobioom van deze kikkers beïnvloedden, zelfs 4,5 jaar na voedingssupplementatie, wat wijst op een rol van voeding bij het vormen van de huidmicrobiota bij amfibieën.
Het innemen van carotenoïden na de metamorfose verhoogde de totale diversiteit van het huidmicrobioom, wat betekent dat er meer verschillende microbiële soorten waren nadat de kikkers carotenoïden hadden gekregen toen ze volwassen waren dan wanneer ze geen carotenoïden hadden gekregen. Er was weinig effect wanneer ze carotenoïden kregen vóór hun metamorfose.
Sommige bacteriesoorten waren talrijker wanneer kikkers carotenoïden kregen in welk ontwikkelingsstadium dan ook: Enterococcus, Lactococcus, Enterobacter en Kluyvera. Van sommige van deze bacteriën, zoals Lactococcus garvae, is eerder aangetoond dat ze beschermende effecten hebben tegen chytridiomycose-infecties. Dit resultaat suggereert dat het toedienen van carotenoïden een aanpak zou kunnen zijn om het weerstandsvermogen van amfibieën in beschermingsprogramma’s te vergroten. Verdere studies zijn echter nodig om de onderliggende mechanismen tussen huidbacteriën en de gastheerrespons tegen chytridiomycose-infecties en hoe carotenoïden deze interactie moduleren, echt te begrijpen.
Deze studie is een van de eerste die het verband benadrukt tussen voeding en de huidmicrobiota bij amfibieën en hoe dit de reactie van de gastheer op ziekteverwekkers zou kunnen beïnvloeden. En nee, wortels geven aan kikkers in het wild zal ze niet redden! Maar deze veelbelovende resultaten openen de weg om na te denken over behoudsstrategieën, vooral omdat de beschikbaarheid van voedingsstoffen in het wild afhankelijk is van de aanwezige hulpbronnen, die vaak worden beïnvloed door klimatologische omstandigheden, waarbij deze kikkers ook worden bedreigd door droogte in hun leefgebied.
Link to the original post: Risely, A., Byrne, P.G., Hoye, B.J., Silla, A.J., 2024. Dietary carotenoid supplementation has long-term and community-wide effects on the amphibian skin microbiome. Molecular Ecology 33, e17203.
Featured image: Scott Eipper (https://www.flickr.com/photos/scott_eipper/38711647624)
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 