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ムカデとその微生物:もっと詳しく見る

ミミズの重要な役割とその腸内微生物が生態系で果たしている役割を探る。

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ムカデの微生物は大事だよムカデの微生物は大事だよるか知ろう。ムカデと微生物がエコシステムをどう作って
目次

ミミズは、小さくてワームのような生き物で、森で植物の素材を分解する大事な役割を果たしてるんだ。彼らは栄養を土にリサイクルするのを手助けしてる。多くの動物と同じように、ミミズは腸内に微生物と呼ばれる小さな仲間を持ってて、これがミミズが食べる硬い植物材料を消化するのを助けてるんだ。

ミミズとその微生物がどうやって一緒に働くかを理解することで、自然における彼らの大事な役割についてもっと知ることができる。中にはメタンを生成するミミズもいるし、そうじゃないのもいる。この文章では、メタンを出すミミズと出さないミミズの腸内微生物の関係について見ていくよ。

ミミズの中の微生物

ミミズの腸には、バクテリアや真菌を含む様々な微生物が住んでるんだ。これらの微生物は消化を助けるだけでなく、他にも大事な機能がある。彼らはセルロースという硬い植物繊維を分解するのを手伝ってる。ミミズは死んだ植物を食べるんだけど、これは栄養が少ないことが多いから、微生物が必要な栄養を食べ物から取り出すのを頼りにしてるんだ。

ミミズとその腸内微生物の関係は複雑なんだ。一部のミミズはこれらの微生物に大きく依存して生きてるけど、他のミミズは微生物なしでも生きられる。例えば、シロアリはセルロースを分解するために腸内微生物に完全に依存してるけど、あるミミズは腸内微生物が減っても食べ物を消化できるんだ。

ミミズの微生物を研究する重要性

ミミズの腸内微生物を研究することで、これらの生き物が消化するのが難しい植物材料でどうやって生き残るかの洞察が得られるよ。この関係を理解することで、ミミズが生態系の中で栄養循環にどのように貢献しているかも明らかになるんだ。

ミミズは熱帯と温帯の森林の両方で見られ、葉っぱのごみを分解するのを助けてる。この分解プロセスは健康な土を維持し、植物の成長を支えるのに重要なんだ。腸内微生物がこのプロセスで果たす役割を理解することで、ミミズがバランスの取れた生態系にどう貢献しているかを評価できるよ。

ミミズの腸内微生物に関する研究

最近の研究では、メタンを出すミミズのエピボラス・プルクリペスと、メタンを出さないグロメリス・コネクサという二つのモデル種に焦点を当てているんだ。研究者たちは、これらのミミズが腸内微生物を使って消化する方法と、それが全体的な健康にどう影響するかを調べたかったんだ。

研究では、両方のミミズに異なる食事を与えながら、体重、サバイバル率、糞の変化を観察したんだ。彼らは特に、微生物を殺す抗生物質がミミズにどんな影響を与えるかを見た。ミミズの生存と消化において腸内微生物がどれほど重要かを確認するのが目的だったんだ。

ミミズへの抗生物質の影響

両種のミミズは抗生物質を与えられても大きな体重減少は見られなかったので、彼らは腸内微生物に完全には依存していないかもしれない。でも、抗生物質を受けたミミズでは糞の産生が大幅に減少して、腸内微生物が消化に関与していることを示唆しているんだ。

糞のサンプルはバイオロジカルロードが分析されて、対照群(抗生物質で処理されてない)の方が処理された群よりもバクテリアの数が多いことがわかった。これは、抗生物質が腸内の微生物群に強い影響を与えたことを示してる。

エピボラス・プルクリペスのメタン排出

この研究では、メタンを生成するミミズのE.プルクリペスが異なる食事にどのように反応するかも調べたんだ。ミミズがメタン生成を抑える処理された葉っぱを与えられたとき、メタンの排出が大幅に減少したのを観察した。この発見は、メタン生成が腸内微生物の活動に密接に関連していることを支持してるよ。

メタン生成が減少しても、ミミズは健康を保っていて、これはメタン生成が彼らの生存に必須ではないかもしれないことを示唆しているんだ。研究者たちは腸内でメタン生成に関連する特定の遺伝子も発見していて、ガス生成がミミズの消化プロセスの自然な一部であることを示してるんだ。

ミミズの微生物の多様性

さまざまな方法を通じて、研究者たちは各ミミズ種の腸にどんな微生物が多いかを発見したんだ。E.プルクリペスの主なバクテリアはバクテロイデータの門に属していて、G.コネクサはシュードモナデータが優勢だった。この発見は、各ミミズが特定の食事を消化するためのユニークな腸内微生物を持っていることを示唆しているよ。

抗生物質治療にもかかわらず、腸内微生物の全体的な多様性は処理群と未処理群で大きな変化は見られなかった。ただし、特定のバクテリアの豊富さにいくつかの変化が見られた。例えば、抗生物質耐性が知られているバクテリアが処理されたミミズでより一般的になったんだ。

活性微生物とその機能

ミミズの腸内でどの微生物が活性化しているかを理解するために、研究者たちはRNA-SIPという手法を使ったんだ。このアプローチは、消化に積極的に関与している微生物を追跡することができるよ。この研究は、活性であるとラベル付けされたバクテリアが植物材料を分解することに関連していることを示していて、彼らの消化での役割を確認しているんだ。

興味深いことに、この研究はバクテリアのラベル付けが遅いことを示していて、ミミズの消化システムが葉っぱのごみを分解するのにあまり効率的ではないかもしれないことを示唆している。一方で、腸内の真菌はより早くラベル付けされて、彼らの回転の速さと分解プロセスでの重要性を強調しているよ。

結論:生態系におけるミミズの役割

ミミズは植物材料を分解し、土を豊かにし、栄養をリサイクルすることで、生態系において重要な役割を果たしているんだ。彼らの腸内微生物との関係は生存にとって重要だけど、この関係の正確な性質は種によって大きく異なることがあるよ。

最も重要なのは、ミミズの中でセルロースの発酵が起こるけど、それが彼らの栄養に大きく寄与するわけではないかもしれないってこと。ミミズは主に微生物のバイオマスから栄養を得ていて、消費する複雑な植物材料から直接栄養を得るわけではないんだ。

ミミズの栄養ニーズや腸内微生物の特定の機能を完全に理解するには、さらなる研究が必要だよ。そういう洞察があれば、これらの生き物が健康な生態系を維持し、私たちの環境における温室効果ガスの循環にどのように貢献しているかを理解できるようになるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Cellulose fermentation by the gut microbiota is likely not essential for the nutrition of millipedes

概要: Millipedes are thought to depend on their gut microbiome for processing plant-litter-cellulose through fermentation, similar to many other arthropods. However, this hypothesis lacks sufficient evidence. To investigate this, we disrupted the gut microbiota of juvenile Epibolus pulchripes (tropical, CH4-emitting) and Glomeris connexa (temperate, non-CH4-emitting) using chemical inhibitors and isotopic labelling. Feeding the millipedes sterile or antibiotics-treated litter notably reduced faecal production and microbial load without major impacts on survival or weight. Bacterial diversity remained similar, with Bacteroidota dominant in E. pulchripes and Pseudomonadota in G. connexa. Sodium-2-bromoethanesulfonate treatment halted CH4 emissions and reduced the faecal mcrA copies in E. pulchripes after 14 days, but emissions resumed after returning to normal feeding. Methanogens in the order Methanobacteriales and Methanomasscilliicoccales associated with protists were detected using Catalysed Reporter Deposition Fluorescence In situ Hybridization (CARD-FISH) on day 21, despite suppressed CH4-emission. Employing 13C-labeled leaf litter and RNA-SIP revealed a slow and gradual prokaryote labelling, indicating a significant density shift only by day 21. In addition to labelling of taxa from orders well-recognized for their role in (ligno)cellulose fermentation (e.g., Bacteroidales, Burkholderiales, and Enterobacterales), others, such as members of Desulfovibrionales were also labelled. Surprisingly, labelling of the fungal biomass was somewhat quicker. Our findings suggest that fermentation by the gut microbiota is likely not essential for the millipedes nutrition. ImportanceMillipedes (Diplopoda) constitute the third most significant group of detritivores after termites and earthworms, yet they have been comparatively understudied. Traditionally, it was believed that millipedes gain energy from fermenting cellulose using their gut microbiota, similar to wood-feeding termites, but this belief lacks evidence. This study used two model millipede species, Epibolus pulchripes (large, tropical, and methane emitter) and Glomeris connexa (small, temperate, and non-methane emitter) to test this belief. We used chemical manipulation experiments, stable isotope labelling, and DNA sequencing to comprehend the microbiotas role in the millipedes nutrition. The findings suggest that cellulose fermentation by the gut microbiota may not be essential for millipede nutrition; instead, bacteriovory and fungivory might be the dominant feeding strategies of millipedes.

著者: Roey Angel, J. E. Nweze, S. Gupta, M. M. Salcher, V. Sustr, T. Horvathova

最終更新: 2024-03-04 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582937

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582937.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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