腸道微生物被視為一個(gè)特殊的“器官”。可想而知，人類(lèi)和一些動(dòng)物如果沒(méi)有這一器官就無(wú)法健康生存。這些腸道居民分解食物，幫助我們對(duì)抗致病微生物。但最新的研究表明，一些物種，包括毛毛蟲(chóng)，沒(méi)有腸道微生物也能正常生存。因而，科學(xué)家們猜想，腸道微生物可能并沒(méi)有我們想象的那么普遍存在。
科羅拉多大學(xué)的進(jìn)化生態(tài)學(xué)家Tobin Hammer通過(guò)對(duì)微生物的基因進(jìn)行測(cè)序，研究了來(lái)自美洲的124種野生食葉毛毛蟲(chóng)的腸微生物。在BioRxiv服務(wù)器的預(yù)印本中，Hammer及其研究團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些腸道居民。
這篇論文是最新一項(xiàng)未能在其他動(dòng)物或昆蟲(chóng)物種中發(fā)現(xiàn)腸道微生物的研究。 Hammer表示，研究人員發(fā)表這樣的論文有一些麻煩，因?yàn)樽C明陰性結(jié)果是很困難的。
傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，食草動(dòng)物，如牛，需要腸道微生物來(lái)分解植物細(xì)胞壁中的纖維。因?yàn)镠ammer研究的所有毛毛蟲(chóng)都是食葉的，所以他認(rèn)為這些毛毛蟲(chóng)也會(huì)擁有一個(gè)多元復(fù)雜的微生物群。
“但是不要忘記，毛毛蟲(chóng)不是迷你奶牛?！盚ammer說(shuō)。當(dāng)科學(xué)家從大型食草動(dòng)物身上檢查糞便時(shí)，發(fā)現(xiàn)微生物DNA比植物DNA多得多。但是在毛毛蟲(chóng)身上卻出現(xiàn)相反的情況。Hammer發(fā)現(xiàn)的為數(shù)不多的幾種細(xì)菌和病毒似乎來(lái)自昆蟲(chóng)的食物和環(huán)境。
研究人員還測(cè)試了毛毛蟲(chóng)中的腸道微生物是否有助于它們以某種方式生存。他們孵出了72只煙草天蛾的幼蟲(chóng)（Manduca sexta），并用不同水平的抗生素消滅毛毛蟲(chóng)所攜帶的任何微生物。但這種處理對(duì)幼蟲(chóng)的健康或生存沒(méi)有影響。
哈佛大學(xué)研究毛毛蟲(chóng)與細(xì)菌關(guān)系的生態(tài)學(xué)家Melissa Whitaker說(shuō)，過(guò)去的研究也表明毛毛蟲(chóng)沒(méi)有微生物。但這些研究只查看了少數(shù)的物種，Hammer的研究報(bào)告了超過(guò)100種物種。以前的研究也沒(méi)有關(guān)于毛毛蟲(chóng)中存在的微生物是否有益的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。綜合起來(lái)，Whitaker認(rèn)為，Hammer的工作影響巨大。
“它們是數(shù)量最龐大的食草群體之一，”Whitaker說(shuō)。英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的一個(gè)項(xiàng)目估計(jì)，大約有18萬(wàn)只已知的毛蟲(chóng)品種。Whitaker說(shuō)：“如果它們不依賴(lài)于腸道的細(xì)菌來(lái)幫助他們消化，那么它們靠什么呢？” 這是一種完全不同的東西。非常迷人。”
Whitaker認(rèn)為像Hammer這樣的結(jié)果比在文獻(xiàn)中看起來(lái)更為普遍。
“我認(rèn)為有選擇偏見(jiàn)。”她說(shuō)。研究人員可能不愿意提交陰性結(jié)果，而期刊也可能同樣不愿意發(fā)表。
這是一個(gè)很常見(jiàn)的故事——當(dāng)Whitaker開(kāi)始觀察毛毛蟲(chóng)腸道細(xì)菌時(shí)，她相信她的數(shù)據(jù)或方法有問(wèn)題。然而，最終確實(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腸道共生菌。
其他科學(xué)家也有類(lèi)似的經(jīng)驗(yàn)。加州大學(xué)圣地亞哥分校博士后，Jon Sanders研究了微生物及其宿主的共同演化。Sanders在秘魯螞蟻研究中發(fā)現(xiàn)，一些地面棲息物種似乎完全缺乏腸道微生物群。他的論文在被拒絕之前花費(fèi)了一年半的時(shí)間。桑德斯最終將其發(fā)布到bioRxiv，現(xiàn)在正在Integrative and Comparative Biology雜志上進(jìn)行審查。
隸屬德國(guó)耶拿馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)研究所的Matan Shelomi花了幾年時(shí)間研究食草棒蟲(chóng)（Phasmatoda）的腸道微生物。他也發(fā)現(xiàn)這種昆蟲(chóng)的腸道中沒(méi)有微生物。后來(lái)，他的證據(jù)表明，Phasmatodea可以通過(guò)使用昆蟲(chóng)進(jìn)化史上早期從細(xì)菌中偷來(lái)的基因分解果膠（植物細(xì)胞壁中發(fā)現(xiàn)的另一種纖維）。Shelomi最終發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)，但他在同行評(píng)審過(guò)程中進(jìn)行了大量工作和辯論。
一些脊椎動(dòng)物也可能沒(méi)有腸道微生物。 “有趣的是，我聽(tīng)說(shuō)過(guò)一些研究人員在鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi)上也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題。”Hammer說(shuō)。 他的研究中有來(lái)自幾種脊椎動(dòng)物物種的數(shù)據(jù)作為對(duì)照。 比如山羊，包含腸道微生物。 但是當(dāng)Hammer從鵝和蝙蝠的糞便中尋找腸道微生物時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)沒(méi)有。
目前仍然只有少數(shù)已發(fā)表的研究表明有些動(dòng)物的腸道沒(méi)有微生物。 但現(xiàn)在人們正在尋找，Whitaker，Hammer，Shelomi和Sanders都認(rèn)為將來(lái)會(huì)有其他類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)。
End
參考資料：1) The curious case of the caterpillar's missing microbes
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