Přítomnost správného a zdravého střevního mikrobiomu v raném vývojovém období má pozitivní vliv na budoucí zdraví hostitele, od snížení pravděpodobnosti různých imunitních onemocnění až po infekce parazity. Proto je zjištění, že mikrobiom ptáčátek je poměrně stabilní, velmi důležité s ohledem na dlouhodobé působení střevního mikrobiomu na hostitele.
Ale jak ptáčátka sýkorek přicházejí ke složitým bakteriálním společenstvím? Seniorní autorka studie, Kateřina Sam z Akademie věd ČR a Jihočeské univerzity, vysvětluje: "Předchozí studie ukázaly, že ptáci se líhnou s téměř sterilním zažívacím traktem. Jakmile však jsou v hnízdě, jejich tělíčka se velmi rychle kolonizují bakteriemi. Asi po 8–10 dnech mají ptáčátka zažívací trakt kompletně osídlen mikrobiálním společenstvem a připraven na svou funkci. Chtěli jsme lépe pochopit, jak probíhá tato kolonizace. A protože pro pochopení věcí je často dobré je rozbít, rozhodli jsme se experimentovat s ovlivněním tohoto procesu."
Vědci z Akademie věd ČR a Kodaňské univerzity proto naplánovali experiment během hnízdního období, které obvykle probíhá ve střední Evropě od dubna do června, kdy se malé sýkorky líhnou a proces kolonizace jejich tělíček teprve začíná. “Tento proces kolonizace jsme se rozhodli rozbít dvěma metodami ovlivňujícími bakteriální společenstva: antibiotiky a probiotiky,” říká David Diez-Mendéz, první autor a postdok z Akademie věd ČR. V každém experimentálním hnízdě vědci opakovaně podávali antibiotika dvěma ptáčátkům probiotika dalším dvěma po dobu téměř dvou týdnů (tj. od narození po odlétnutí z hnízda), zatímco poslední dvě ptáčátka sloužila jako kontrola.
Narušení procesu kolonizace střeva by mohlo ovlivnit vstřebávání živin a omezit růst. Vědci proto pravidelně vážili ptáčátka a odebírali vzorky střevního mikrobiomu z kloaky (tzv. kloakálními stěry). Zjistili, že kolonizace střeva byla dostatečně odolná vůči narušování, které se pokoušeli provést, a hlavním zdrojem obnovujícího se bakteriálního společenstva střeva ptáčků bylo bakteriální společenstvo v samotném hnízdě, následované vertikálním přenosem od samic spolu s přinášenou potravou. Podivuhodně málo bakterií pocházelo od samců, kteří se při krmení samiček pravidelně střídají. Tyto zajímavé výsledky byly nedávno publikovány ve vědeckém časopise Molecular Ecology.
Vědci očekávali, že antibiotika a probiotika budou mít silný vliv na testovaná ptáčátka, protože antibiotika obecně zastavují růst určitých bakterií a probiotika naopak podporují prospěšné bakterie. Překvapivé výsledky ale ukázaly, že tato léčba neměla měřitelný účinek na růst ani vývoj ptáčátek ani na jejich bakteriální společenstva. Spoluautor studie, Kasun H. Bodawatta z University of Copenhagen, uvádí: "Velmi nás překvapilo, že naše "léčba" neměla na volně žijící sýkorky žádný vliv, přestože se chovná drůbež léčí těmito antibiotiky po desetiletí pro zajištění chovů a prevenci rozvoje patogenních bakterií v zemědělských chovech."
Výzkumný tým také zjistil, že mikrobiální společenstva střeva jsou hlavně ovlivněna prostředím hnízda, z nějž se pravděpodobně neustále přenáší na ptáčátka, a potlačují tak účinek antibiotik a probiotik. Střevní mikrobiomy sourozenců byly si podobnější než mikrobiomy nepříbuzných sousedů. David Diez-Méndez vysvětluje: "Podobnost střevního a hnízdního mikrobiomu je důležitá, protože mikrobiální společenství v hnízdě závisí na materiálu hnízda vybraném samicemi, což má nepřímý mateřský vliv na střevní mikrobiom ptáčátek."
Tato studie se snažila vysvětlit rozdíly mezi dvěma ptačími druhy a také příčiny podobnosti či rozdílnosti střevních mikrobiomů u ptáčátek a jejich matek a otců. Kateřina Sam zdůrazňuje, že i když nyní víme, že střevní mikrobiom ptáčátek sýkorek pochází především z hnízda a je ovlivněn zejména matkou, ale jen do určité míry otcem, tyto zdroje mikrobiálních společenstev stále vysvětlují pouze část procesu, zatímco zdroj zbytku bakterií zůstává neznámý.
Odkaz na původní článek: Diez‐Méndez, D., Bodawatta, K. H., Freiberga, I., Klečková, I., Jønsson, K. A., Poulsen, M., & Sam, K. (2023). Indirect maternal effects via nest microbiome composition drive gut colonization in altricial chicks. Molecular Ecology. https://doi.org/10.1111/mec.16959
