Science惊人发现：肠道菌早于人类出现之前

　　2016年07月22日讯 根据《Science》杂志发表的一项新研究表明，我们肠道内的细菌已经传递了几百万年--在我们人类之前，从而表明，进化在人们肠道微生物的组成中起着较以前更大的作用。

　　研究人员所研究的细菌指导着我们肠道的早期发展，训练我们的免疫系统对抗病原体，甚至可能影响我们的情绪和行为。

　　这项研究包括一个国际科学家小组，是由得克萨斯大学奥斯汀分校综合生物学教授Howard Ochman，和得克萨斯大学奥斯汀分校前研究生、目前在加州大学伯克利分校的博士后研究员Andrew Moeller带领。Ochman称：“我们的肠道菌群--我们可以从环境中的许多来源获得，实际上已经在我们体内共同演化了这么长时间，这是令人惊讶的，微生物已经被传递了超过成千上万个世代。”

　　科学家发现，随着人类和非洲类人猿从一个共同的祖先分化成不同的物种，存在于他们共同祖先的细菌，也演变成与每个宿主相关的不同菌株。

　　在进一步的分析中，科学家们发现了遗传学证据表明，随着宿主进化成不同的物种，细菌在同一时间也分成不同的物种。一种这样的细菌分化发生在大约1560万年前，当时大猩猩与其他的原始人类分化开来。其他细菌的分化发生在大约530万年前，当时人类谱系于导致黑猩猩和倭黑猩猩的谱系发生了分化。

　　Moeller说：“很长一段时间以来，我们都知道，人类和我们的最亲密的亲戚--类人猿，在肠道中携带有这些细菌。我们想回答的最大问题是，这些细菌来自哪里？我们是从我们的环境，或从我们的进化历史获得它们吗？它们在宿主谱系中持续了多久？”

　　在这项研究之前，科学家对于“肠道微生物菌株在单个人科普系中持续的时间足够长，从而导致cospeciation--两个物种并行进化的一个过程”，有很大的意见分歧。一些微生物的持久性可能已受到饮食、地理变化或使用抗生素的威胁。

　　研究人员研究了野生非洲大猿--黑猩猩、倭黑猩猩与大猩猩的粪便标本，也分析了生活在康涅狄格的人类粪便。化石和遗传学证据已证实，所有这四个物种--被称为人科，是从生活在1000万多年前的一个共同祖先演变而来的。

　　粪便样本中含有从宿主动物肠道脱落的微生物。科学家们利用基因测序，分析了每一份粪便样本中存在的一个特定细菌基因的不同版本。根据这些数据，他们重建了构成人类肠道微生物组的20%以上的三组肠道菌群的进化树。

　　两组细菌--Bacteriodaceae和双歧杆菌科的进化树，酷似人科动物的进化树。但是，有一些微妙的差异，如个别的细菌菌株随着时间的推移从四个宿主物种中的一个消失。

　　第三个细菌--一组被称为毛螺旋菌的系谱树，更复杂。显然至少有四次，这些细菌被转移到不同的宿主物种之间。研究人员推测，因为这些细菌形成孢子，并因此可能在它们的寄主外存活了很长一段时间，所以它们很容易在物种之间传播。

　　研究人员还不能确定，数百万年来，这三个古老的菌株是如何从一个宿主世代传下来的。此前的研究表明，我们从母亲那里第一次接种了我们的肠道微生物，因为我们是通过产道出生的。在整个一生中，我们也接收到来自社会干预的微生物。研究人员怀疑，这两种传播模式负责维持着我们与细菌BFFs的多代关系。

　　Moeller说：“对我来说是最令人兴奋的是，细菌和宿主之间的这种共分化（codiversification），可能追溯到以前更久的时间。也许我们可以将我们的肠道微生物，追溯回到我们与所有哺乳动物、所有爬行动物、所有两栖类动物，甚至所有脊椎动物的共同祖先。如果这是真的，那真是太神奇了。”

　　短短6年，肠道菌群已成为科研界最为火暴的领域之一。其相关研究成果经常占据《自然》《科学》和《细胞》杂志封面，而这些顶级杂志也不免专门为其编发增刊，比如《科学》杂志在4月29日就第二次以专刊的形式系列发表肠道菌群方面的研究。

　　今年2月，在《Cell Reports》发表的一项研究中，研究人员描述了中非共和国班图人群体的肠道微生物，这个传统的人类群体，有一些西化的生活方式。

　　最近在《Trends in Ecology and Evolution》发表的一项研究中，Shapira--致力于研究秀丽隐杆线虫的肠道微生物，有证据显示，微生物群通过与宿主一起进化，或通过在关键时刻介入以帮助宿主适应一个新的环境挑战，影响并有助于宿主的进化。