A mikrobiom lehet a kulcsa annak, hogy az emberiség le tudta igázni a bolygót

Az emberi mikrobiom különleges alkalmazkodási képessége lehetett a kulcsa annak, hogy az emberiség képes volt az egész bolygót belakni. Erre jutott egy amerikai, dán és német kutatókból álló nemzetközi tudóscsoport, amely azt vizsgálta, hogyan változott az emberfélék mikrobiomja a csimpánzéhoz és más főemlősökéhez képest, amióta az utolsó közös ősük 6 millió évvel ezelőtt a Föld felszínét rótta. 

A mikrobiomnak, vagyis az ember (és a főemlősök) bélrendszerében, bőrén és a szervezetük más területein élő mikroorganizmusok összességének azt a szegmensét vizsgálták, amelyről a tudomány mai állása szerint úgy tudják, hogy hozzájárul a közösségi együttélés fejlődéséhez. Ezek elsősorban a gyomorban, a bélrendszerben és a hónalji régióban élő ökológiai rendszerek, valamint a táplálékfeldolgozásban szerepet játszó szimbionta mikroorganizmusok.

Az gyomor pH-értéke jobban hasonlít a dögevőkére mint a főemlősökére

A gyomornak például két fontos szerepe van az emlősök életében. Egyfelől kulcsfontosságú az elfogyasztott fehérjék lebontásában, másfelől pedig egyfajta szűrőként funkcionál, amelynek segítségével egyes baktériumfajok képesek eljutni a bélrendszer mikrobiomjáig, míg mások távozni kénytelenek a szervezetből. Abban, hogy egy adott faj mennyire széles körben válogathat a táplálékokból, szerepet játszik, hogy mennyire savas a környezet a gyomrában. 

A kizárólag gyümölcsökkel táplálkozó főemlősfajok gyomorsavának a pH-értéke például lényegesen magasabb, vagyis kevésbé savas a gyomrukban a környezet, mint azoknak, akik állati eredetű táplálékot is fogyasztanak. Csakhogy miközben húst a mai csimpánzok és bonobók is esznek, a gyomruk pH-értéke az emberénél jelentősen magasabb. Az emberi gyomorsav nagyjából 1,5 körüli pH-értéke extrém alacsonynak számít, és a keselyűkével vetekszik. A kutatók szerint erre valószínűleg az a magyarázat, hogy míg az ember legközelebbi rokona kizárólag friss húst fogyaszt, a hominin fajok, például az Australopithecus, a Homo habilis és a Homo erectus legalább részben nagyobb ragadozók által hátrahagyott tetemekből is lakmározhattak, legalább alkalmanként. 

Az alkalmazkodó mikrobiom védett a fertőzésekkel szemben is

Az emberré válás folyamatában nemcsak a gyomor, hanem a belek evolúciója is fontos szerepet játszhatott. Miközben a bélrendszer összességében is rövidebbé vált a főemlősökénél, a vastagbél a vékonybélhez képest is lerövidült. Az emberi közösségek szerveződésével ez úgy állhatott összefüggésben, hogy a főemlősök körében egyáltalán nem hódító, ám az emberelődök körében népszerűvé váló konyhatechnikai eljárások, úgy is, mint a főzés, lehetővé tették, hogy a hominin fajok kevesebb rágással több tápanyaghoz jussanak az elfogyasztott ételekből. Ennek is köszönhető a kutatók szerint, hogy a szervezetük az általa termelt energia egy részét a tápcsatorna működtetése helyett másra, például nagyobb agytérfogat kialakítására fordíthatta.

Noha a kutatók azt nem tudták közvetlenül vizsgálni, hogy az emberelődök bélbaktériumainak összetétele hogyan, mennyi idő alatt és milyen hatásoknak köszönhetően változhatott a csimpánzokkal közös őséhez képest, számos következtetést levontak abból, hogy a főemlősfajokkal ellentétben a Homo erectus egymástól rendkívüli módon eltérő környezethez is képest volt alkalmazkodni. A mai Spanyolországtól a mai Kína területéig mindenhol előforduló Homo erectus alkalmazkodási képességének a hátterében az emberelőd mikrobiomjának a különleges és gyors alkalmazkodási képességét feltételezik. Mindez nemcsak azt segítette elő, hogy az emberfajták mikrobiomja könnyedén alkalmazkodott a rendelkezésre álló tápanyagokhoz, hanem azt is, hogy őseinél lényegesen jobban tudott védekezni a kórokozókkal szemben is. 

A legnagyobb emberi felfedezés a kiterjesztett mikrobiom

A kutatócsoport az egymástól távol eső területek adottságaihoz való alkalmazkodás hátterében nemcsak a tápcsatorna alkalmazkodási képességeit látják. Szerintük a tűzhasználat és a tápanyagok feldolgozásának köszönhetően az élelmiszerek könnyebb emészthetősége hatott az emberi tápcsatorna evolúciójára. Úgy vélik, hogy az emberi közösségek aktívan is alakították egymás alkalmazkodási képességeit, méghozzá azzal, hogy a tápanyagok feldolgozása, például a húsok tartósítása folyamán, afféle kiterjesztett mikrobiomként meg is osztották egymással a saját bélbaktériumaikat. 

A csak később elfogyasztott tápanyagokkal való közvetlen érintkezés folyamán ugyanis a bőrön élő mikroorganizmusok maguk is a táplálékuk részévé váltak, és így hozzájárultak ahhoz, hogy az egymással szorosabb közösségekben élő emberek mikrobiomja jobban hasonlítson egymáséhoz, mint a távolabb élőkéhez. „Kiszerveztük a szervezetünkben élő mikroorganizmusokat az ételeinkbe. Ez lehet a legfontosabb eszköz, amit az emberré válás folyamán feltaláltunk” – összegezte kutatási eredményeiket Rob Dunn amerikai alkalmazott ökológus, a tanulmány vezető szerzője a Phys.org-nak.

A hírekről sok helyen tájékozódhatsz. A Qubit krízisben és békeidőben is arra törekszik, hogy az események mögött álló mélyebb összefüggéseket is megértsük – szigorúan a modern tudomány szemszögéből, több mint 100 tudós-szerzőnk és szakértő újságíróink révén. Ez nekünk sokba kerül, de reméljük, nektek is sokat ér.
Támogasd a Qubit fennmaradását!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: