Dyr og bakterier utvikler seg sammen

Forskere har oppdaget at bakterier utvikler seg på samme måte som dyrene de bor på. Det gjør det lettere å utforske dyrenes evolusjon.

En forsker tar en prøve av en nederlandsk hvalross. (Foto: Mie Johanne Hansen)
En forsker tar en prøve av en nederlandsk hvalross. (Foto: Mie Johanne Hansen)

Pasteurellaceae-bakteriene:

Forskerne har sett på bakteriegruppen Pasteurellaceae, som er en familie av bakterier som finnes hos stort sett alle dyr.

De fleste er opportunistiske patogener. Det vil si at de normalt lever på verten uten å forårsake sykdom, men at de kan føre til infeksjon, for eksempel hvis vertens immunforsvar er redusert.

Menneskets «egen» Pasteurellaceae-art heter Haemophilus influenzae og ble isolert første gang fra influensapasienter i 1890. Den gang trodde man denne bakterien førte til influensa, men i virkeligheten ga den infeksjonen fordi influensaviruset rammet vertenes immunforsvar.

Disse bakteriene kan bekrefte vertsdyrenes plassering i livets tre. Man bruker DNA-sekvensering til å bestemme plasseringer til dyr og bakterier i livets tre.

Fakta:

Griser, kuer og hjorter kommer fra samme utgangspunkt i evolusjonen. Alle er klovdyr.

Både kuer, griser og hjorter kommer fra samme skudd på livets tre: Alle stammer fra det samme dyret, som levde for flere millioner år tilbake.

Det vet man fordi man kan sekvensere dyrenes DNA og plassere dem i dette treet. Men nå viser et stort forskningsprosjekt at man ved å undersøke bakteriefloraen i munnhulen til dyrene kan finne fram til det samme resultatet.

Mye tyder nemlig på at bakteriene har utviklet seg med verten sin, altså de dyrene de bor på. Det kalles bakteriell koevolusjon.

Bakterier er enklere

Man har lenge brukt DNA-sekvensering til å forske på hvordan for eksempel virveldyr utvikler seg. Men selv om metoden er blitt både billigere og raskere, er det fremdeles komplisert.

– Hvis man vil skape et stamtre for mange dyr, er det et kjempestort prosjekt. Men ved å bare se på bakteriene, blir det mye mer overskuelig, sier den ene av forskerne bak prosjektet, professor ved Institut for Veterinær Sygdomsbiologi/Mikrobiologi på Københavns Universitet, Anders Miki Bojesen.

Fordi bakterier har mye mindre DNA, er de mye raskere og lettere å sekvensere.

Her ser man tennene til en spekkhogger fra Marineland i Canada. Bakterieprøvene tas i tannkjøttet. (Foto: Mie Johanne Hansen)
Her ser man tennene til en spekkhogger fra Marineland i Canada. Bakterieprøvene tas i tannkjøttet. (Foto: Mie Johanne Hansen)

Felles bakterie

Forskerne tar utgangspunkt i bakterier fra Pasteurellaceae-familen, som stort sett alle dyr bærer på.

– Bortsett fra hos varaner har vi funnet representanter hos alle artene vi har undersøkt. Ut fra det har vi skapt livets tre for bakteriene, forklarer Anders Miki Bojesen.

Den første artikkelen fra prosjektet er allerede utgitt i tidsskriftet International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Fire–fem andre artikler er på vei.

Tas fra dyrenes tannkjøtt

En bevilgning fra 2008 ble startskuddet for det store grunnforskningsprosjektet. Siden den gang er det tatt en stor mengde bakterieprøver fra dyrs tannkjøtt.

Ph.d. student Mie Johanne Hansen, som har vært tilknyttet prosjektet siden 2010, har hatt i oppgave å stikke vattpinner i gapet på blant annet seler, sjøløver, hvalrosser, isbjørn, brunbjørner, otre og ferskvannsskilpadder.

– På bakgrunnen av DNA-sekvenser fra bakteriene lager jeg trær som viser hvordan de er i slekt med hverandre. Disse trærne sammenligner jeg med tilsvarende trær fra vertene, for å se om det er en sammenheng, sier Hansen.

Prøvene er primært tatt fra dyr i fangenskap, men Hansen har også brukt prøver fra ville dyr. Det avslørte blant annet at ville dyr har den samme bakteriefloraen som de som lever i fangenskap.

Viser vei til nye bakterier og sykdomsbehandling

En sel. (Foto: Colourbox)
En sel. (Foto: Colourbox)

Forskernes oppdagelser gir ny kunnskap om hvordan biologiske og evolusjonære mekanismer fungerer. Selv om det fremdeles bare er grunnforskning, så kan prosjektet føre til mange praktiske nyvinninger.

Forskerne har blant annet oppdaget en rekke nye bakteriearter. Det kan være med på å helbrede sykdommer hos dyr og sykdommer forårsaket av bitt fra dyr.

– Flere av disse bakteriene kan forårsake sykdom. Vi må beskrive dem for å kunne identifisere og behandle slike sykdommer, sier Hansen.

Kunnskap om bakteriers utvikling er også viktig når man skal forstå og forebygge antibiotikaresistens.

Bakterier kan teste teorier

Her er det en gråsel forskeren tar prøver fra. (Foto: Mie Johanne Hansen)
Her er det en gråsel forskeren tar prøver fra. (Foto: Mie Johanne Hansen)

Men kanskje enda viktigere: Prosjektet har bekreftet en rekke antagelser utviklingsbiologer har hatt om slektskap og utvikling i dyreverden.

Nylig kom det for eksempel fram at brunbjørn, svartbjørn og isbjørn hadde skilt lag mye tidligere enn man trodde. Det bekrefter bakterieanalysene, forklarer Anders Miki Bojesen.

Forskerne håper at den bakterielle koevolusjonen i fremtiden kan brukes som et verktøy til å bestemme slektskap.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Powered by Labrador CMS