没有微生物毛毛虫没问题

微生物组似乎无处不在：人类和许多其他物种依赖其内脏的数十亿微生物来帮助消化，代谢和其他功能。现在，科罗拉多大学博尔德分校的科学家质疑微生物组在动物中普遍存在的想法。

与其他动物相比，毛毛虫在肠道中的细菌和真菌数量远远少于其他动物，除了偶尔引起疾病外，它们内部的微生物似乎缺乏任何可识别的作用。令人惊讶的发现表明，这种不同的昆虫可能不需要微生物，并可能导致关于动物中常驻微生物群落的程度和作用的新发现。

该研究结果发表在今天的“美国国家科学院院刊”上。

“在微生物组领域，人们普遍认为所有动物都有常驻微生物组，”CU Boulder生态与进化生物学系博士生Tobin Hammer说。“当我开始这个项目时，我并没有想到它会这样。”

Hammer对微生物在毛虫中的作用感到好奇。鳞翅目(Lepidoptera)有大约180,000种蝴蝶和飞蛾，经过深入研究，但科学家们并不确定毛虫是否有任何微生物伴侣。这种共生体在食草动物中很常见。这往往需要帮助消化坚韧的纤维植物。Hammer认为草食性毛虫也可能是细菌和真菌群落的寄主。

Hammer和他的合作者收集了科罗拉多州，亚利桑那州，新罕布什尔州，马萨诸塞州和哥斯达黎加毛毛虫的粪便样本。他们从这些粪便中提取DNA，并从毛虫咀嚼的植物叶子中提取DNA。科学家还使用其他动物的粪便进行比较，包括在野外和实验室中发现的样本。

与其他动物相比，毛虫的微生物数量减少了约50,000倍。如果人类肠道就像微生物丰富的雨林一样，哈默说，毛虫的内脏就像沙漠一样。

科学家在毛虫体内发现的大部分微生物DNA与植物叶片上发现的微生物相匹配，表明这些微生物大多是从周围环境中摄取的。相比之下，其他动物拥有的微生物群落远离其环境。

为了观察毛虫胆汁中的稀疏微生物是否起作用，科学家们进行了第二次实验。他们用塑料袋饲养毛毛虫，并用抗生素喷洒食物，以杀死生活在肠道内的任何东西。抗生素喂养的毛虫生长并发育成为没有任何障碍的成年人，似乎不受缺乏微生物的影响。在其他昆虫中，类似的实验已导致发育不良和死亡。

“毛毛虫的运作方式与许多其他动物的运作方式截然不同，”哈默说。

该研究表明，托管微生物组可能需要权衡利弊。微生物可以从宿主中提取营养物质，并且可以从盟友转变为疾病原因。他们还可以使他们的主人容易受到伤例如，如果毛虫确实依赖于微生物，那么就有可能将特定杀虫剂作用于作物抽穗毛虫中的肠道共生体。毛毛虫具有简单的连续进食生活方式，可能根本无法从任何微生物中获益。

虽然有证据表明蝴蝶比毛虫有更多的微生物，但蝴蝶的益处仍然不明确。Hammer计划在未来研究这种关系，并希望这些发现将导致更多独特或缺乏微生物组的发现。他推测其他研究人员过去曾发现类似的结果，但没有报告，认为他们不准确。

更广泛地说，该研究推动科学家们考虑微生物组的成本和收益，以及为什么有机体可能采用微生物群落。

“我认为这将鼓励我们重新考虑这些动物 - 微生物协会的真实多样性，”哈默说。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

红狐DNA的第一张详细地图可能揭示了驯化的秘密