Wyjątkowa zdolność pand wielkich do przetrwania na dość niskotłuszczowej diecie, składającej się wyłącznie z bambusa, zaintrygowała naukowców z Chin. Szczególnie zaciekawił ich fakt, że w okresie, kiedy bambus nie wypuszcza już nowych liści, a zwierzęta żywią się mniej wartościowymi pędami, zamiast chudnąć – przybierają na wadze.
Naukowcy postanowili sprawdzić, czemu tak się dzieje, analizując mikrobiom jelitowy pand. Niestety dla badaczy, prowadzenie badań z udziałem tych zwierząt jest zabronione – bo choć od niedawna pandy wielkie nie są już klasyfikowane jako gatunek zagrożony wyginięciem, to wciąż są gatunkiem wrażliwym. Aby obejść to ograniczenie, naukowcy postanowili stworzyć „mysi model badawczy” i przeszczepić kilku myszom kał pand.
Badania pand wielkich przeprowadzono na myszach
Przeszczep kału (inaczej bakterioterapia fekalna, FMT, z ang. fecal microbiota transplantation), choć może brzmieć nieco obrzydliwie, jest znaną procedurą medyczną, stosowaną także u ludzi. Ogólnie rzecz biorąc, tego typu przeszczepy stosuje się w celu wzbogacenia lub przywrócenia właściwego mikrobiomu jelitowego, np. u osób z chorobami autoimmunologicznymi. Niedawno donosiliśmy też o badaniach, które sugerowały o potencjale tej metody w leczeniu COVID-19, a teraz posłużyła do badań nad dzikimi zwierzętami.
Na potrzeby badań nad mikrobiomem pand, naukowcy najpierw pobrali kilka próbek ich kału. Podzielili je na te z sezonu, kiedy zwierzęta żywiły się liśćmi, i te z sezonu pędów. Następnie, po odpowiednim przetworzeniu, przeszczepiono je dwóm grupom myszy, które są zdecydowanie łatwiejsze do zbadania w warunkach laboratoryjnych niż 100-kilogramowe niedźwiedzie.
Obserwacje myszy wykazały, że gryzonie, którym przeszczepiono odchody z sezonu pędów, rosły szybciej i miały większą ilość tkanki tłuszczowej niż te, którym przeszczepiono kupę z sezonu liści. Co ważne, obie grupy badawcze były utrzymywane na tej samej diecie, a więc jadły te same produkty w tych samych ilościach. Skąd więc różnica?
Pandy wielkie mają zmienny mikrobiom
Logiczne byłoby oczekiwanie, że uboższa dieta doprowadzi do utraty masy ciała i redukcji tkanki tłuszczowej. Tymczasem u pand oraz u badanych myszy było odwrotnie. Okazało się, że odpowiada za to zmienny mikrobiom jelitowy pand, który zdaje się dostosowywać do ich diety – pokazały wyniki badania.
Autorzy wskazują, że najważniejszym elementem „sterującym” tym mechanizmem może być bakteria pod nazwą Clostridium butyricum. Jej liczebność w mikrobiomie zwierząt była liczniejsza w sezonie pędów, niż w sezonie liści. C. butyricum w niektórych krajach jest stosowana jako probiotyk dla zwierząt hodowlanych.
– Po raz pierwszy ustaliliśmy związek przyczynowy między mikroflorą jelitową pandy wielkiej a jej fenotypem [wyglądem fizycznym]. Od dawna wiemy, że te pandy o danej porze roku stają się pulchne. Teraz wiemy, co za to odpowiada – mówi główny autor Guangping Huang z Instytutu Zoologii Chińskiej Akademii Nauk.
To, że mikrobiom w jelitach niektórych gatunków zwierząt może się zmieniać wraz z porami roku, udowodniły wcześniejsze badania. Jednym ze znanych przykładów takiej zmienności są ludzie z plemienia Hadza w Tanzanii. U tych współczesnych łowców-zbieraczy, których dieta jest ściśle zależna od pór roku, mikroflora zmienia się cyklicznie.
Autorzy nowego badania uważają, że ustalenie związku między mikrobiomem jelitowym pand a ich zdolnością do przybierania na wadze może mieć znaczenie dla medycyny. Rozpoznanie, jakie bakterie są korzystne dla zwierząt, może pomóc w opracowaniu leków dla ludzi, które byłyby oparte na odzwierzęcych probiotykach.
Źródło: Cell Reports.