Med deres store runde øjne og vidunderligt forskellige pelsmønstre ser de 250 lemurer, der prance omkring Duke Lemur Center i North Carolina, sød nok til at kæle. Men Erin McKenney, mikrobiomforsker fra Duke University, er mere interesseret i deres bæsj. McKenney bruger størstedelen af sin tid på at lede efter de stive, lodrette lemurhaler, der er ”det universelle tegn på bæsning” - og hendes beskidte arbejde kan muligvis hjælpe os med bedre at forstå oprindelsen af tarmsygdomme hos mennesker.
Relateret indhold
- Stress dræber disse Teeny lemurer, og historien er i deres hår
- Lemurudryddelser er skadelige for Madagaskars planteliv, også
- For kærligheden til lemurer
McKenney og hendes medforskere opdagede for nylig, at tarmmikrobiome fra to af lemur-arterne her deler overraskende ligheder med dem hos mennesker, der lider af inflammatoriske tarmsygdomme, som Crohns sygdom og inflammatorisk colitis. Årsagen, de formoder, er kost - hvilket kunne give lægerne et nyt perspektiv på, hvordan man behandler disse sygdomme. Derudover kunne få en håndtering af floraen, der lever i lemurkirtler, hjælpe naturbevarende med at forstå - og redde - disse truede primater.
I en nylig undersøgelse i tidsskriftet Gut Microbes, sammenlignede McKenney studerende bækken fra tre forskellige lemurarter. Hendes mål var at forstå, hvordan tre forskellige faktorer - lemurernes diæt, formen på deres tarme og den slags bakterier, der boede inde i dem - formede deres fordøjelse. Hendes studiemateriale stammede fra fangede sort-hvide ruffede lemurer og ringtail-lemurer - to arter, der fodres med identiske diæter af frugt, grøntsager og supplerende "primatkiks" på Lemur Center - og en anden art, Coquerels sifakaer, der spiser blade og er måske bedst kendt som stjernen i børneshowet Zoboomafoo.
Takket være tidligere undersøgelser havde forskerne en fornemmelse af, hvilken slags mikroskopisk liv der findes i lemur-tarmen. Hvad de imidlertid ikke forstod, var forholdet mellem disse bakterier og andre mikroorganismer, der optager forskellige nicher i den lille biome.
Under lemur-fordøjelse arbejder millioner af mikroskopisk minuts væsener kendt som mikrober sammen for at nedbryde mad til energi, som derefter bruges til pleje, klatring og udforskning. Disse komplekse kemiske reaktioner er kendt som metaboliske veje. ”Hver gang du spiser et stykke mad, kan du eller dine mikrober bruge forskellige metabolske veje til at fordøje maden, ” forklarer MicKenney. "Så en metabolisk vej kan være at tage et stykke fiber, som er et rigtig komplekst molekyle, og nedbryde det i stivelse og derefter opdele disse stivelsesstykker i sukker."
I undersøgelsen brugte forskerne flere teknikker til at forstå, hvad der foregik på hvert trin i lemurernes metabolske veje. Først analyserede de bådens kemiske sammensætning og ledte efter de kendte kemikalier, som specifikke reaktioner efterlader. Derefter sekventerede de DNA'et, der blev fundet i lemur scat for at finde ud af, hvilken slags mikrober der levede i det. Med nogle få beregninger var de i stand til at finde ud af, hvilke mikrober der arbejdede sammen for at fordøje mad, og hvordan.
Dette førte til adskillige uventede opdagelser: For det første, at ringetonen og de ruffede lemurer, som begge spiser frugt og grøntsager, havde de samme stofskifteveje. Dette betyder, at deres mikrobiomer på trods af deres forskelligt formede tarme også var meget ens. Forskerne bestemte derefter, at fem af disse metaboliske veje var mere almindelige end andre. Endelig og mest overraskende bemærkede de, at disse fem veje også var almindelige hos mennesker, der lider af inflammatorisk tarmsygdom (IBD).
Hos mennesker betragtes disse metabolske veje for at være markører af IBD, og muligvis for at hjælpe med at forårsage det ved at føre til betændelse i tarmen. ”Ved første øjekast tænker du måske, åh, lemurerne må have været syge, ” siger McKenney. ”Men alle lemurer var sunde.” Hun og hendes medforskere har et par mulige forklaringer på, hvorfor disse veje måske er mere almindelige i lemurer end hos sunde mennesker. Måske er mikroberne, der udgør dem, "tilpasset en hurtigt strømende tarm, " siger hun - eller ellers kan de være mere velegnede til at fordøje mad med højt sukker.
For at forstå en "hurtigtflydende tarm", skal du bare se på den afskårne lemur, som har en meget kort, lige tarm og kun tager tre timer at fordøje sin mad. Denne lemur har sandsynligvis udviklet sig til at have denne tarmform, fordi frugt er en hoveddel af sin diæt, siger McKenney. Da frugt let kan konverteres til energi af kroppen, er der ikke behov for mad til at hænge rundt og gennemgå yderligere fordøjelse. Derimod har ringtail-lemur det, hun kalder en ”mellemliggende” tarme: De kræver omkring syv timer at fordøje, og både deres fordøjelsestid og tarmsform ligner et menneskes. I mellemtiden kan det tage op til 24 timer at fordøje Coquerels sifaka, der hovedsageligt findes på planteblade fulde af ufordøjelig cellulose.
I betragtning af de store forskelle mellem disse tarme var forskerne overrasket over at se, at de to frugtspisende arter delte fælles metaboliske veje. Nøglen, tror de, er kost. I Lemur-centret blev begge dyr fodret nøjagtigt med de samme høje sukker diæter fra fødslen. Hun siger, at det er muligt, at andre primater med lignende diæter, der indeholder højt sukker, også kan dele de samme veje, men uden mere forskning er der ingen måde at vide.
Forbindelsen mellem lemmer og lider af IBD kan have nogle usandsynlige konsekvenser for humanmedicin, siger Mckenney. For hende antyder det, at bakterierne, der er en del af disse veje, muligvis ikke er skadelige i sig selv, men snarere kan være blot tilstedeværende for sygdommen - og at læger skal lede andetsteds efter dens rodårsag.
Hun tilføjer, at hun gerne vil se undersøgelser af, hvordan det at spise en lavere-frugt og højere-vegetabilske diæt ville påvirke disse veje. Hvis resultatet var et fald i prominensen af disse bakterier, kunne det signalere en potentiel ny behandling af IBD-relateret inflammation. Denne behandling kan være mere bæredygtig end andre behandlingsformer, såsom ordinering af steroider for at tackle inflammationen, siger hun.
På lemurfronten kunne forståelse af lemurmikrobiome hjælpe dyreplejere med at give dyrene deres optimale diæt. Men det kan også hjælpe med bevaring. ”Mellem habitatforstyrrelser og klimaforandringer ændrer mange af dyrene sig i naturen, ” siger McKenney, ”og når du ændrer rækkevidden, ændrer du også hvilke planter de kommer i kontakt med, og hvilken mad ressourcer, de vil have. ”At vide mere om de mikrobielle konsekvenser kan hjælpe bevaringsmænd med at bestemme, hvor sandsynligt vilde lemurer er for at overleve disse ændringer - og hvad de kan gøre for at hjælpe.
Amanda Perofsky, en ph.d.-kandidat i biologi ved University of Texas i Austin, der studerer Verraux sifaka (en anden form for bladspisende lemur), siger, at resultaterne af dette papir er lovende og "meget grundigt." Hun vil dog gerne se en lignende undersøgelse udført på lemurer i naturen. En stor fordel ved at studere captive lemurer ved Duke Lemur Center er, at forskere kender lemurer 'nøjagtige forhold gennem hele sit liv. Men "der er ingen måde, hvorpå vi faktisk kan replikere et dyrs diæt ud af naturen, " siger Perofsky, som ikke var involveret i den nylige undersøgelse. Derudover "er de begrænset til antallet af dyr, de har i fangenskab."
Den gode nyhed er, at alt, hvad vi lærer om primatarm, sandsynligvis vil gavne menneskers sundhed, siger Katherine Ryan Amato, en biologisk antropolog, der studerer tarmmikrober ved Northwestern University. "En masse mikrobiel forskning mangler til en vis grad denne evolutionære kontekst, " siger hun, "især med hensyn til sammenligninger med vores nærmeste evolutionære pårørende, ikke-menneskelige primater."
Og i tilfælde af mennesker og lemurer, kan mere forskning være lige hvad lægen beordrede. Lemurer af alle slags truede af skovrydning, illegal handel med kæledyr og jagt på mad. I betragtning af deres årtusinder med forskellige evolueringer fra andre primater kan enhver fælles træk, de måtte have, med primater, der udviklede sig uden for Madagaskar, hjælpe forskere med at forstå udviklingen af begge dyr - også når disse dyr går på to ben og bærer tøj.
