Med sine store runde øyne og fantastisk forskjellige pelsmønstre, ser de 250 lemurene som pranser rundt Duke Lemur Center i North Carolina søte nok til å kose seg. Men Erin McKenney, mikrobiomforsker fra Duke University, er mer interessert i bæsjet deres. McKenney bruker mesteparten av tiden sin på å lete etter de stive, loddrette lemurhalene som er ”det universelle tegnet på bæsning” - og hennes skitne arbeid kan hjelpe oss med å bedre forstå opprinnelsen til tarmsykdommer hos mennesker.
Relatert innhold
- Stress dreper disse Teeny lemurene, og historien er i håret
- Lemurutryddelser er skadelige for Madagaskars planteliv, også
- For kjærligheten til lemurer
McKenney og hennes medforskere oppdaget nylig at tarmmikrobiomene til to av lemurartene her deler overraskende likheter med de hos mennesker som lider av inflammatoriske tarmsykdommer, som Crohns sykdom og inflammatorisk kolitt. Årsaken, antar de, er kosthold — noe som kan gi leger et nytt perspektiv på hvordan de skal behandle disse sykdommene. I tillegg kan det å få tak i floraen som lever i lemurtarm, hjelpe naturvernere til å forstå - og redde - disse truede primatene.
I en fersk undersøkelse i tidsskriftet Gut Microbes, sammenlignet McKenney på bekjent måte bæsj fra tre forskjellige lemurarter. Hennes mål var å forstå hvordan tre forskjellige faktorer - lemurens kosthold, formen på tarmen og typen bakterier som bodde inni dem - formet fordøyelsen. Studiematerialet hennes kom fra fangede svart-hvite ruffede lemurer og ringtail-lemurer - to arter som blir fôret med identiske dietter med frukt, grønnsaker og supplerende "primatkjeks" på Lemur Center - og en annen art, Coquerels sifakaer, som spiser blader og er kanskje mest kjent som stjernen i barneshowet Zoboomafoo.
Takket være tidligere studier hadde forskerne en følelse av hva slags mikroskopisk liv som finnes i lemur-tarmen. Det de imidlertid ikke forsto, var forholdet mellom disse bakteriene og andre mikroorganismer, som opptar forskjellige nisjer i det lille biomet.
Under lemur-fordøyelsen jobber millioner av mikroskopisk minutt vesener, kjent som mikrober, for å dele ned mat til energi, som deretter brukes til stell, klatring og utforsking. Disse komplekse kjemiske reaksjonene er kjent som metabolske veier. "Hver gang du spiser et stykke mat, kan du eller mikrober bruke forskjellige metabolske veier for å fordøye maten, " forklarer MicKenney. "Så en metabolske vei kan være å ta et stykke fiber, som er et veldig sammensatt molekyl, og bryte det ned i stivelse og deretter bryte de stivelsesbitene i sukker."
I studien brukte forskerne flere teknikker for å forstå hva som skjedde på hvert trinn i lemurenes metabolske veier. Først analyserte de bæsjens kjemiske sminke, på jakt etter de kjente kjemikaliene som spesifikke reaksjoner etterlater seg. Deretter sekvenserte de DNA som ble funnet i lemur scat for å finne ut hva slags mikrober som bodde i det. Med noen få beregninger klarte de å finne ut hvilke mikrober som jobbet sammen for å fordøye mat, og hvordan.
Dette førte til flere uventede funn: For det første at ringetangen og de rufsete lemurene, som begge spiser frukt og grønnsaker, hadde de samme metabolske traséene. Dette betyr at til tross for deres forskjellige formede tarmer, var mikrobiomene også veldig like. Forskerne slo da fast at fem av de metabolske traséene var vanligere enn andre. Til slutt og mest overraskende merket de at disse fem traséene også var vanlige hos mennesker som led av inflammatorisk tarmsykdom (IBD).
Hos mennesker anses disse metabolske veiene å være markører av IBD, og muligens for å bidra til å forårsake det ved å føre til betennelse i tarmen. "Ved første øyekast kan du tenke, å, lemurene må ha vært syke, " sier McKenney. "Men alle lemurene var sunne." Hun og hennes forskere har noen få mulige forklaringer på hvorfor disse stiene kan være mer vanlig hos lemurer enn hos friske mennesker. Kanskje er mikrober som utgjør dem "tilpasset en raskt rennende tarm", sier hun - eller på annen måte kan de være mer egnet til å fordøye mat med høyt sukker.
For å forstå en "raskt rennende tarm", bare se på den rufsete lemuren, som har en veldig kort, rett tarm og tar bare tre timer å fordøye maten. Denne lemur utviklet seg sannsynligvis til å få denne tarmen, fordi frukt er en hoveddel av kostholdet, sier McKenney. Siden frukt lett kan konverteres til energi av kroppen, er det ikke behov for mat å henge rundt og gjennomgå ytterligere fordøyelse. Derimot har ringtail lemur det hun kaller en "mellomliggende" tarm: De krever rundt syv timer å fordøye, og både fordøyelsestiden og tarmen form ligner et menneskes. Imens kan det ta opptil 24 timer å fordøye Coquerels sifaka, som hovedsakelig holder på med planteblader fulle av ufordøyelig cellulose.
Gitt de store forskjellene mellom disse tarmen, var forskerne overrasket over å se at de to fruktspisende artene delte vanlige metabolske veier. Nøkkelen, tror de, er kosthold. I Lemur-senteret ble begge dyrene fôret med nøyaktig de samme diettene med høyt sukker fra fødselen. Hun sier at det er mulig at andre primater med lignende dietter som inneholder høyt sukker også kan dele de samme traséene, men uten mer forskning er det ingen måte å vite om.
Forbindelsen mellom lemurer og lider av IBD kan ha noen usannsynlige implikasjoner for menneskelig medisin, sier Mckenney. For henne antyder det at bakteriene som er en del av disse traséene ikke kan være skadelige i seg selv, men heller kan være bare tilskuere til sykdommen - og at leger bør se andre steder etter dens årsak.
Hun legger til at hun gjerne vil se forskning på hvordan det å spise en diett med lavere frukt og grønnsaker ville påvirke disse veiene. Hvis resultatet var en reduksjon i prominensen til disse bakteriene, kan det signalisere en potensiell ny behandling for IBD-relatert betennelse. Den behandlingen kan være mer bærekraftig enn andre behandlingsformer, for eksempel å foreskrive steroider for å adressere betennelsen, sier hun.
På lemurfronten kan forståelse av lemurmikrobiomer hjelpe dyrepleierne til å gi dyrene sitt optimale kosthold. Men det kan også hjelpe med bevaring. "Mellom habitatforstyrrelser og klimaendringer vil mange av dyrene komme til å endre seg i naturen, " sier McKenney, "og når du endrer rekkevidden, endrer du også hvilke planter de kommer i kontakt med og hvilken mat ressurser de vil ha. ”Å vite mer om de mikrobielle konsekvensene kan hjelpe naturvernere til å bestemme hvor sannsynlig ville lemurer er for å overleve disse endringene - og hva de kan gjøre for å hjelpe.
Amanda Perofsky, en doktorgradskandidat i biologi ved University of Texas i Austin som studerer Verraux sifaka (en annen type bladspisende lemur), sier resultatene fra denne artikkelen er lovende og "veldig grundig." Imidlertid vil hun gjerne se en lignende studie utført på lemurer i naturen. En stor fordel med å studere captive lemurer ved Duke Lemur Center er at forskere kjenner lemurer ’eksakte forhold gjennom hele livet. Imidlertid er det ingen måte på at vi virkelig kan gjenskape et dyrs kosthold fra naturen, sier Perofsky, som ikke var involvert i den nylige studien. Videre, "de er begrenset til antall dyr de har i fangenskap."
Den gode nyheten er at alt vi lærer om primatarm er til slutt til fordel for menneskers helse, sier Katherine Ryan Amato, en biologisk antropolog som studerer tarmmikrober ved Northwestern University. "Mye mikrobiell forskning mangler til en viss grad denne evolusjonære konteksten, " sier hun, "spesielt med hensyn til sammenligninger med våre nærmeste evolusjonære slektninger, ikke-menneskelige primater."
Og når det gjelder mennesker og lemurer, kan mer forskning være akkurat det legen bestilte. Lemurer av alle slags truet av avskoging, ulovlig dyrehandel og jakt på mat. Gitt deres årtusener med distinkt evolusjon fra andre primater, kan dessuten alle delte egenskaper de har med primater som utviklet seg utenfor Madagaskar, hjelpe forskere med å forstå utviklingen til begge dyrene - selv når disse dyrene går på to bein og bruker klær.
