Met hun grote ronde ogen en prachtig gevarieerde vachtpatronen zien de 250 maki's die rond het Duke Lemur Center in North Carolina struinen er schattig genoeg uit om te knuffelen. Maar Erin McKenney, een microbioomonderzoeker van de Duke University, is meer geïnteresseerd in hun kak. McKenney besteedt het grootste deel van haar tijd aan het zoeken naar de stijve, rechtopstaande maki-staarten die 'het universele teken van poepen' zijn - en haar vuile werk kan ons helpen de oorsprong van darmziekten bij mensen beter te begrijpen.
gerelateerde inhoud
- Stress doodt deze Teeny Lemurs, en het verhaal zit in hun haar
- Het uitsterven van maki is ook schadelijk voor het plantenleven van Madagaskar
- Voor de liefde van makien
McKenney en haar collega-onderzoekers ontdekten onlangs dat de darmflora van twee van de makensoorten hier verrassende overeenkomsten vertonen met die van mensen die lijden aan inflammatoire darmziekten, zoals de ziekte van Crohn en inflammatoire colitis. De reden, vermoeden ze, is dieet - dat artsen een nieuw perspectief zou kunnen bieden op hoe deze ziekten te behandelen. Bovendien zou het verkrijgen van grip op de flora die in het lemma leeft, natuurbeschermers kunnen helpen deze bedreigde primaten beter te begrijpen en te redden.
In een recent onderzoek in het tijdschrift Gut Microbes vergeleek McKenney de kak van drie verschillende makensoorten zorgvuldig. Haar doel was om te begrijpen hoe drie verschillende factoren - het dieet van de maki, de vorm van hun ingewanden en het soort bacteriën dat erin leefde - hun spijsvertering vormden. Haar studiemateriaal kwam van gevangen zwart-witte ruffmaki's en ringstaartmaki's - twee soorten die identieke diëten van fruit, groenten en aanvullende "primatenkoekjes" krijgen in het Lemur Centre - en een andere soort, Coquerel's sifakas, die bladeren eten en misschien het best bekend als de ster van de kindershow Zoboomafoo.
Dankzij eerdere studies hadden de onderzoekers een idee van wat voor soort microscopisch leven er bestaat in de ingewanden van de maki. Wat ze echter niet begrepen, was de relatie tussen die bacteriën en andere micro-organismen, die verschillende niches in het kleine bioom innemen.
Tijdens de spijsvertering werken miljoenen microscopisch kleine wezens die bekend staan als microben samen om voedsel af te breken in energie, die vervolgens wordt gebruikt voor verzorging, klimmen en verkennen. Deze complexe chemische reacties staan bekend als metabole routes. "Elke keer dat u een stuk voedsel eet, kunnen u of uw microben verschillende metabole routes gebruiken om het voedsel te verteren", legt MicKenney uit. "Dus, een metabole route kan zijn om een stuk vezel te nemen, wat een echt complexe molecule is, en het op te splitsen in zetmeel en vervolgens die zetmeelstukken in suiker te breken."
In het onderzoek gebruikten de onderzoekers verschillende technieken om te begrijpen wat er gebeurde bij elke stap van de metabolische routes van de maki's. Eerst analyseerden ze de chemische samenstelling van de kak, op zoek naar de veelzeggende chemicaliën die specifieke reacties achterlaten. Vervolgens volgden ze het DNA dat in lemur-scat werd gevonden om erachter te komen wat voor soort microben er in leefden. Met een paar berekeningen konden ze achterhalen welke microben samenwerkten om voedsel te verteren, en hoe.
Dit leidde tot verschillende onverwachte ontdekkingen: ten eerste dat de ringstaart en de verstoorde maki's, die beide groenten en fruit eten, dezelfde metabole routes hadden. Dit betekent dat, ondanks hun verschillend gevormde darmen, hun microbiomen ook erg op elkaar leken. De onderzoekers bepaalden vervolgens dat vijf van die metabole routes vaker voorkwamen dan andere. Tot slot en het meest verrassend merkten ze op dat deze vijf routes ook gebruikelijk waren bij mensen die lijden aan inflammatoire darmaandoeningen (IBD).
Bij mensen worden deze metabole routes beschouwd als markers van IBD en mogelijk om het te helpen veroorzaken door te leiden tot ontsteking in de darm. "Op het eerste gezicht zou je denken, oh, de maki's moeten ziek zijn geweest, " zegt McKenney. "Maar alle lemuren waren gezond." Zij en haar collega-onderzoekers hebben een paar mogelijke verklaringen voor waarom deze paden vaker voorkomen bij lemuren dan bij gezonde mensen. Misschien zijn de microben waaruit ze zijn gemaakt 'aangepast aan een snelstromende darm', zegt ze - of anders zijn ze misschien meer geschikt voor het verteren van voedsel met veel suiker.
Om een "snelstromende darm" te begrijpen, kijk je gewoon naar de troebele maki, die een zeer korte, rechte darm heeft en slechts drie uur nodig heeft om zijn voedsel te verteren. Deze maki is waarschijnlijk geëvolueerd om deze darmvorm te hebben omdat fruit een belangrijk onderdeel van zijn dieet is, zegt McKenney. Omdat fruit door het lichaam gemakkelijk in energie kan worden omgezet, is er geen behoefte aan voedsel om rond te hangen en verdere spijsvertering te ondergaan. De ringstaartmaki daarentegen heeft wat ze een 'tussenliggende' darm noemt: ze hebben ongeveer zeven uur nodig om te verteren, en zowel hun spijsverteringstijd als hun darmvorm lijken op die van een mens. Ondertussen kan de sifaka van Coquerel, die voornamelijk bestaat uit plantenbladeren vol onverteerbare cellulose, tot 24 uur duren om te verteren.
Gezien de enorme verschillen tussen deze ingewanden, waren de onderzoekers verrast om te zien dat de twee fruit-etende soorten gemeenschappelijke metabolische routes deelden. De sleutel is volgens hen een dieet. In het Lemur Centre kregen beide dieren vanaf de geboorte precies dezelfde suikervoeding. Ze zegt dat het mogelijk is dat andere primaten met vergelijkbare diëten die veel suiker bevatten, dezelfde paden kunnen delen, maar zonder meer onderzoek is er geen manier om te weten.
Het verband tussen lemuren en patiënten met IBD kan een aantal onwaarschijnlijke implicaties hebben voor menselijke geneeskunde, zegt Mckenney. Voor haar suggereert het dat de bacteriën die deel uitmaken van die routes op zichzelf misschien niet schadelijk zijn, maar eerder alleen omstanders van de ziekte kunnen zijn - en dat artsen ergens anders naar de oorzaak moeten zoeken.
Ze voegt eraan toe dat ze graag onderzoek zou willen zien naar het effect van het eten van een dieet met minder fruit en meer fruit op deze paden. Als het resultaat een afname van de bekendheid van deze bacteriën zou zijn, zou dat kunnen wijzen op een mogelijke nieuwe behandeling voor IBD-gerelateerde ontsteking. Die behandeling is misschien duurzamer dan andere therapieën, zoals het voorschrijven van steroïden om de ontsteking aan te pakken, zegt ze.
Aan de voorkant van de lemma, zou het begrijpen van de microbiomen van de makelaar dierentuinverzorgers kunnen helpen de dieren hun optimale voeding te geven. Maar het kan ook helpen bij het behoud. "Tussen habitatverstoring en klimaatverandering zullen veel reeksen dieren in het wild veranderen", zegt McKenney, "en wanneer je het bereik verandert, verander je ook met welke planten ze in contact komen en met welk voedsel middelen die ze zullen hebben. ”Meer weten over de microbiële gevolgen zou natuurbeschermers kunnen helpen bepalen hoe waarschijnlijk het is dat wilde lemuren die veranderingen overleven - en wat ze kunnen doen om te helpen.
Amanda Perofsky, een promovendus in de biologie aan de Universiteit van Texas in Austin, die sifaka van Verraux bestudeert (een ander soort bladetende maki), zegt dat de resultaten van dit artikel veelbelovend en 'zeer grondig' zijn. een vergelijkbare studie uitgevoerd op maki's in het wild. Een groot voordeel van het bestuderen van gevangen lemuren in het Duke Lemur Centre is dat onderzoekers de exacte omstandigheden van lemuren gedurende hun hele leven kennen. "Er is echter geen enkele manier om het dieet van een dier echt uit het wild te repliceren", zegt Perofsky, die niet betrokken was bij de recente studie. Bovendien zijn "ze beperkt tot het aantal dieren dat ze in gevangenschap hebben."
Het goede nieuws is dat alles wat we over het lef van primaten leren, uiteindelijk de menselijke gezondheid ten goede zal komen, zegt Katherine Ryan Amato, een biologische antropologe die darmmicroben bestudeert aan de Northwestern University. "Veel microbieel onderzoek mist tot op zekere hoogte deze evolutionaire context, " zegt ze, "vooral met betrekking tot vergelijkingen met onze naaste evolutionaire familieleden, niet-menselijke primaten."
En in het geval van mensen en lemuren, kan meer onderzoek precies zijn wat de arts heeft besteld. Maki's van allerlei soorten bedreigd door ontbossing, de illegale handel in huisdieren en de jacht op voedsel. Bovendien kunnen, gezien hun millennia van verschillende evolutie van andere primaten, eventuele gedeelde eigenschappen die ze hebben met primaten die buiten Madagascar evolueerden onderzoekers helpen de evolutie van beide dieren beter te begrijpen - zelfs wanneer die dieren op twee benen lopen en kleding dragen.
