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Grundlegend andere Sichtweise Darmbakterien entwickelten sich mit den Menschen

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Bestimmte Mikrobenarten, die sich im Darm befinden, haben sich parallel zu den Menschen entwickelt.

(Foto: Taichi Suzuki)

Die Zusammensetzung von Bakterien im Darm wird mit vielen gesundheitlichen Faktoren in Verbindung gebracht. Forschende nehmen die Mikroorganismen genauer unter die Lupe und teilen sie in Stammbäume ein. Beim Vergleich finden sie bei einigen Arten überraschende Parallelen zur Entwicklung der Menschen.

Dutzende Darmbakterien haben sich parallel zur Evolution des Menschen entwickelt - und viele davon sind nun in hohem Maße von ihm abhängig. Zu diesem Ergebnis kommt eine genetische Analyse, in der das Erbgut von Menschen aus Afrika, Asien und Europa mit dem ihrer jeweiligen Darmflora verglichen wurden. Bei 36 der untersuchten 59 Arten von Bakterien und sogenannten Archaeen stimmte die Abstammungsgeschichte überraschend gut mit der des Menschen überein. Das berichtet ein internationales Forschungsteam um Ruth Ley vom Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen in der Fachzeitschrift "Science".

"Wir wussten bisher nicht, dass unsere Darmmikroben unserer Evolutionsgeschichte so genau gefolgt sind", wird Ley in einer Mitteilung ihres Instituts zitiert. Die Ergebnisse veränderten die Sichtweise auf die menschlichen Darmbakterien grundlegend, betont die Biologin.

Zwar war von einzelnen Mikroben wie etwa dem Magenkeim und Darmkrebs-Erreger Helicobacter pylori bekannt, dass sie den Menschen schon seit seiner Zeit in Afrika vor Zehntausenden von Jahren begleiten. Dass aber so viele Bakterien ihre Entwicklungsgeschichte mit der des Menschen teilen, überraschte die Wissenschaftler. Denn die Ernährung der Menschen hat sich im Lauf der Zeit stark verändert, die Bevölkerung hat sich weltweit über verschiedene Klimazonen ausgebreitet, und auch der moderne Lebensstil hätte die Zusammensetzung der Darmflora stören können.

Viele Stuhl- und Speichelproben

Das Team - darunter Forschende des Instituts für Tropenmedizin der Universität Tübingen und Partnerorganisationen in Vietnam und Gabun - sammelte zunächst Stuhl- und Speichelproben, auch von vielen Müttern mit ihren kleinen Kindern. Hinzu kamen bereits vorhandene Daten von Menschen in Kamerun, Südkorea und Großbritannien. Insgesamt analysierten die Forscher genetische Daten von 1225 Menschen aus Afrika, Asien und Europa.

Anhand von mehr als 20.000 Varianten im Genom stellten die Forscher Stammbäume auf. Erwartungsgemäß wiesen Menschen eines Kontinents ähnliche Genome auf, die auf eine gemeinsame Abstammung hinweisen. Ebenso erstellten Ley und Kollegen Stammbäume von 59 Arten von Bakterien und Archaeen. Diese wiederum verglichen sie mit der Abstammungsgeschichte des Menschen.

Empfindliche Arten identifiziert

36 Arten zeigten in ihrer Entwicklung Parallelen zur menschlichen Evolution. "Bemerkenswert ist auch, dass diejenigen Stämme, die unserer Entwicklungsgeschichte am engsten gefolgt sind, nun am meisten von der Darmumgebung abhängig sind", berichtet Ley. Diese Bakterien haben ein verkleinertes Genom und reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen der Temperatur und des Sauerstoffgehalts, was ein Überleben außerhalb des menschlichen Darms schwierig macht. Außerdem reagieren sie empfindlicher als andere Darmbakterien auf Antibiotika.

"Viele Merkmale, die für die parallel diversifizierten Arten charakteristisch sind, haben sich wahrscheinlich an die Nische eines Tierdarms - nicht unbedingt des Menschen - angepasst", schreibt das Team. "Ob sich Menschen umgekehrt an diese mikrobiellen Arten oder Stämme angepasst haben, bleibt zu untersuchen." Die Unterschiede der Darmflora verschiedener Menschen sollten bei Therapieformen wie der Stuhltransplantation stärker berücksichtigt werden, rät das Team.

Darmbakterien sind keine willkürliche Ansammlung

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In einem "Science"-Kommentar schreibt Andrew Moeller von der Cornell University in Ithaca im US-Bundesstaat New York: "Die Ergebnisse unterstreichen, dass Gemeinschaften von Darmbakterien keine willkürlichen Ansammlungen von Bakterien sind, sondern die unterschiedlichen Vorfahren menschlicher Populationen widerspiegeln."

Parallelen dazu sieht Moeller bei Bakterien, die in Symbiose mit Insekten leben. Wie bei den stark vom Menschen abhängigen Darmbakterien zeige sich auch bei diesen Bakterien von Insekten ein stark verkleinertes Erbgut, das auf Kernsätze wesentlicher Funktionen reduziert sei.

(Dieser Artikel wurde am Sonntag, 18. September 2022 erstmals veröffentlicht.)

Quelle: ntv.de, Stefan Parsch, dpa

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