В глубинах человеческого кишечника мириады "хороших" бактерий и других микроорганизмов помогают нам переваривать пищу, а также поддерживают наше здоровье, влияя на иммунную, метаболическую и нервную системы.
Некоторые из этих скромных микробных помощников обитали в нашем кишечнике еще до того, как человек стал человеком - определенные микробы кишечника встречаются почти у всех приматов, что позволяет предположить, что они обитали и у общего предка. Но люди потеряли многих из этих помощников, обнаруживаемых у других приматов, и могут потерять еще больше, поскольку население всего мира продолжает стекаться в города.
Эндрю Мёллер, эволюционный биолог из Корнельского университета, одним из первых показал, что кишечные бактерии и люди устанавливали такие отношения в течение очень долгого времени. Шесть лет назад он и его коллеги сообщили о работе, показывающей, что кишечные микроорганизмы человека очень похожи на микробы других приматов, что говорит о том, что их существование в кишечнике началось еще до эволюции человека. Но его последующие исследования и работы других ученых также показывают, что микробиом кишечника человека в общем смысле стал менее разнообразным, чем у наших нынешних двоюродных братьев-приматов. В одном из исследований было обнаружено 85 родов микробов, таких как Bacteroides и Bifidobacterium, в кишечнике диких обезьян, но только 55 - у жителей американских городов. У людей в менее развитых частях мира насчитывается от 60 до 65 родов бактерий, что позволяет связать снижение микробного разнообразия с урбанизацией.
Изменения в рационе питания по мере того, как люди переходили от жизни охотников-собирателей к жизни в городах, использование антибиотиков, увеличение жизненных стрессов и улучшение гигиены - все это может способствовать потере микробов в кишечнике человека, говорит Решми Упрети, микробиолог из Университета Вашингтона. Несколько известных исследователей утверждают, что такое снижение разнообразия может способствовать росту астмы и других воспалительных заболеваний.
В своей прошлой работе по сравнению микробиомов кишечника приматов Мёллер и его коллеги изучали только генетические маркеры, которые в общих чертах определяли, какие роды бактерий или других микроорганизмов присутствуют в организме. Теперь Мёллер более детально изучил, какие именно виды микроорганизмов исчезли из кишечника человека, попытавшись собрать полные геномы современных микробов кишечника наших ближайших родственников. "Вы можете узнать, что конкретно исчезло [у человека], посмотрев, что есть у других приматов", - говорит он.
Мёллер и его коллеги собрали экскременты нескольких групп африканских шимпанзе и бонобо, выделили и секвенировали микробную ДНК в фекалиях, которая происходит от микробов кишечника. Они также использовали данные о ДНК микробов кишечника 22 других видов приматов, собранные ранее другими исследователями. Сравнив полученные данные, данные о микробиоме кишечника 49 человеческих популяций и древнюю ДНК из ископаемых человеческих экскрементов, и наложив все это на родословное древо приматов, ученые смогли отобразить меняющиеся отношения между различными группами микробов у разных приматов.
Они показали, что некоторые специфические микробы кишечника диверсифицировались по мере эволюции вместе со своим хозяином-приматом, в то время как другие исчезли. Довольно много микроорганизмов покинуло кишечник человека - люди потеряли 57 из 100 или родов микробов, которые в настоящее время встречаются у шимпанзе, бонобо и других приматов, сообщил Мёллер 11 июня на Microbe 2022, ежегодной встрече Американского общества микробиологии. Мёллер также смог определить, когда исчезли некоторые микроорганизмы из кишечника человека. Некоторые из них были утеряны тысячи лет назад, другие исчезли совсем недавно, причем больше всего - у городских жителей.
Мёллер отмечает, что всегда сложно доказать, что микроорганизм из кишечника был потерян хозяином, поскольку микробы, которые редко встречаются в кишечнике, могут не попадать в кал и поэтому могут быть пропущены в подобных исследованиях. Необходимо изучить больше человеческих популяций, чтобы быть уверенным, что микробы не прячутся в кишечнике людей из отдаленных уголков мира. Уже сейчас ведется работа по сбору и сохранению микробиомов людей, живущих далеко от городов, на предмет наличия у них этих недостающих микробов.
Кайл Мейер, микробиолог из Калифорнийского университета, утверждает, что такие потери не обязательно являются проблемой. "Возможно, они нам не нужны", - отмечает он. Но Мёллер обеспокоен. "Мы действительно делаем страшные вещи с нашими микробиомами", - предупреждает он. Мёллер и другие исследователи также считают, что идентификация исчезнувших микробов может стать первым шагом к их возвращению. "Если мы определим, что эти группы обеспечивали важные функции для поддержания здоровья человека, - говорит он, возможно, мы сможем восстановить их с помощью пробиотиков".
