2018年2月28日，在線發(fā)表于Nature期刊上一篇論文中，以色列魏茲曼科學(xué)研究所開展的一項(xiàng)大規(guī)模研究表明，98%的人體腸道微生物組差異竟然是由環(huán)境決定！
98％ ？！是不是不可思議。稍安勿躁，如果換一個(gè)物種，換成恐怖故事的爛俗主角，一個(gè)有“極端”飲食習(xí)慣的家伙---吸血蝙蝠（除了嗜血以外，它們已經(jīng)不能吃別的東西了），情況會(huì)變成什么樣呢？非常耐人尋味。
也許，只有通過(guò)同時(shí)觀察微生物組和基因組，才有可能了解這種奇怪的飲食習(xí)慣。
2018年2月19日發(fā)表于自然旗下子刊Nature Ecology & Evolution，并在2018年3月5日被Nature Reviews Genetics雜志作為 Research Highlight 進(jìn)行推薦的一篇文章中，揭開了吸血蝙蝠變得嗜血的DNA秘密。
一只普通吸血蝠（Desmodus rotundus）在夜間捕食
因?yàn)檠褐械臓I(yíng)養(yǎng)成分含量很低（蛋白質(zhì)含量93%，對(duì)腎功能有負(fù)面影響；而碳水化合物和微生物含量極低），且可能含有致命病毒，所以并不是一種“可口的食物”。通過(guò)該研究發(fā)現(xiàn)，與其他蝙蝠相比，吸血蝙蝠腸道微生物群與其基因組之間存在密切的進(jìn)化關(guān)系。也就是說(shuō)，自然選擇克服了這些挑戰(zhàn)，塑造了一種完全適合吸血生活的遺傳特征和腸道生態(tài)系統(tǒng)。
看來(lái)，不論是人還是蝙蝠，基因決定你能吃嘛嘛香！
目前世界上以吸取其他動(dòng)物血液作為自己營(yíng)養(yǎng)來(lái)源的蝙蝠只有3種，都分布在南美洲，包括：普通吸血蝠（Desmodus rotundus）、白翼吸血蝠（Diaemus youngi），以及毛腿吸血蝠（Diphylla ecaudata）。
通過(guò)組裝高質(zhì)量的參考基因組（scaffold N50 = 26.9 Mb，contig N50 = 36.6 kb）和腸道宏基因組，嗜血之謎呼之欲出。
首先，它們基因組的大小雖然較典型，卻含有兩倍多的轉(zhuǎn)座元件，即可以改變位置的DNA片段。這些遺傳密碼的流浪者集中在控制免疫系統(tǒng)和代謝的區(qū)域，功能與其他物種相比差別很大。例如，杜鵑可以同化或處理血液中發(fā)現(xiàn)的高含量鐵和氮廢物。
位于巴西東北部的Catimbau 國(guó)家公園居然潛藏著嗜人血的吸血蝙蝠
其次，研究者在吸血蝙蝠的糞便中發(fā)現(xiàn)了280多種細(xì)菌（小編按：收集吸血蝙蝠的糞便一定很有挑戰(zhàn)），這是一個(gè)令人印象深刻的保護(hù)性細(xì)菌庫(kù)。因?yàn)檫@些微生物完全不同于采食花蜜、吃水果或吃肉的蝙蝠，且這些細(xì)菌會(huì)使大多數(shù)其他哺乳動(dòng)物感到不適。
再者，吸血蝙蝠基因組顯示LAMTOR5基因的正向選擇跡象，該基因在營(yíng)養(yǎng)饑餓的響應(yīng)中起作用；微生物組還表現(xiàn)出富含參與對(duì)低營(yíng)養(yǎng)物可利用的基因。這表明吸血蝙蝠及其微生物的代謝已適應(yīng)低營(yíng)養(yǎng)飲食。
又例如，抗菌基因RNASE7也表現(xiàn)出正向選擇的跡象并且包含可以增加其蛋白質(zhì)產(chǎn)物的抗菌功能的氨基酸取代。此外，腸道微生物組包含大量先前報(bào)道產(chǎn)生抗病毒化合物的細(xì)菌。表明吸血蝙蝠已經(jīng)能夠抵擋“血液食物”中潛在的病毒。
更令人驚訝的是，吸血蝙蝠基因組中并沒(méi)有病毒DNA片斷（許多病毒會(huì)將自己插入宿主的遺傳物質(zhì)中）。研究者發(fā)現(xiàn)了參與對(duì)抗病毒入侵的基因，表明這些生物已經(jīng)適應(yīng)了躲避食物中可能遇到的病原體的沖擊。
每頭蝙蝠每晚的吸血量超過(guò)其體重的50%，然而，吸血蝙蝠的慷慨也令人驚訝。為了幫助群體生存，它們?cè)敢馀c缺席的蝙蝠共享（反芻）膳食，即使它們是不相關(guān)的個(gè)體。真可謂友誼的小船飄蕩在別人的血泊中。
其實(shí)，你有沒(méi)有想過(guò)，還有一問(wèn)題也很有意思。
盡管幼仔的哺乳期長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月，但是當(dāng)吸血蝙蝠嬰兒開始斷奶時(shí)，母親們會(huì)為他們回吐血液。
這是否也是一個(gè)信號(hào)？？因?yàn)樾◎饌円獪?zhǔn)備外出打獵了，需要向體內(nèi)的腸道微生物發(fā)出一個(gè)信號(hào)：飲食模式即將發(fā)生改變，請(qǐng)用媽媽的預(yù)備的這些“種子”，重塑腸道微生物群。
吸血蝙蝠破解了血液的飲食密碼 ，因此它們的食物就會(huì)變得非常豐富，競(jìng)爭(zhēng)也不是很激烈，這是一個(gè)巨大的進(jìn)化勝利。
參考資料：
1、Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota
2、http://www.bbc.com/news/science-environment-43112650
3、https://phys.org/news/2018-02-vampire-blood-only-diet-big-evolutionary.html
4、https://www.nytimes.com/2018/02/22/science/vampire-bats-blood.html?smid=tw-share
5、Blood, guts and vampire bats
6、Hologenomic adaptations underlying the evolution of sanguivory in the common vampire bat
7、https://phys.org/news/2015-10-vampire-nature-misunderstood-monsters.html
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