
A kutatás megállapította, hogy a testméretükhöz képest nagyobb agyú élőlények, mint az ember és a mókusmajom (közeli evolúciós rokonunk) – emésztő mikrobáiknak köszönhetően – több táplálékot képesek elfogyasztani és több energiát termelni, mint a kisebb agyúak.
Ez az első tanulmány, amely kimutatja, hogy a bélrendszerben lévő mikrobióta miként hozhat létre biológiai különbségeket az állatfajok között.
„Azt hiszem, mindannyiunknak van egy veleszületett elképzelésünk arról, hogy a bél és az agy összekapcsolódik. Beszélünk arról, hogy „érezzük a bélben”, és tudjuk, hogy a stressz és a szorongás gyakran vezet bélrendszeri tünetekhez” – mondta a tanulmány első szerzője, a Northwestern Egyetem docense, Katherine Amato a BBC Science Focusnak.
„Ez a tanulmány azonban még tovább megy, és megmutatja, hogy ami a bélben történik, az valójában az az alap, amely lehetővé tette, hogy az agyunk az evolúció során fejlődjön.”
A bélrendszerünkben több mint száztrillió mikroba él, ami legalább kétszer annyi, mint a testünkben lévő sejtek száma. Összességében a bélmikrobiomunk körülbelül két kilogrammot nyom, amely körülbelül egy nagy ananász súlyával egyezik meg.
A tudósokat különösen az érdekelte, hogy ezek az apró bélszervezetek hogyan befolyásolják az agy méretét a testmérethez képest. Lehet, hogy nem az embernek van a legnagyobb agya – ezt a díjat az ámbráscet kapja, amelynek idegfeldolgozó szerve ötször nagyobb. Az embereknek azonban sokkal nagyobb az agyuk a testükhöz viszonyítva – az ámbráscet körülbelül 450-szer nehezebb, mint egy átlagos, húsz év feletti amerikai férfi.
A Microbial Genomics című folyóiratban részletezett kísérletek során a tudósok három különböző fajtól származó bélmikrobákat ültettek egerek szervezetébe: két nagy agyú főemlősét – ember és mókusmajom – és egy kisebb agyú főemlősét, a makákóét.
A kutatók észrevették, hogy a nagyobb agyú fajokból származó bélmikrobákkal rendelkező egerek több energiát termeltek az agyi tevékenység működtetéséhez. Emellett többet is ettek, és magasabb glükózszintet hoztak létre (amit a szervezet az energiatermeléshez használ). A kisebb agyú főemlős bél mikrobiótájával rendelkező egerek azonban több energiát raktároztak el zsírként.
„Ezek az eredmények arra utalnak, hogy amikor az emberek és a mókusmajmok külön-külön is nagyobb agyat fejlesztettek, mikrobiális közösségeik hasonló módon változtak meg, hogy segítsék a szükséges energia biztosítását” – magyarázta Amato.
A tudósok korábban úgy vélték, hogy az emberi mikrobákkal rendelkező egerek egyedi eredményeket fognak produkálni. Ehelyett felfedezték, hogy sokkal inkább hasonlítunk a többi nagyagyú fajhoz, mint gondolták.
„Bár azt láttuk, hogy az emberi mikrobákkal beoltott egerek némi különbséget mutattak a többi főemlősből származó mikrobákkal beoltott egerektől, a legerősebb mintázat a nagyagyú főemlősök (ember és mókusmajom) és a kisebb agyú főemlősök (makákók) közötti különbség volt” – tette hozzá Amato.
A kutatók most más főemlősöket vizsgálnak, hogy megértsék, hogyan befolyásolják a bélmikrobák az agy evolúcióját.