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Umwelt+Natur

Leichte Darmflora fürs Fliegen

Die Fledertiere haben viele Arten und unterschiedliche Ernährungsweisen entwickelt. Im Bild ist der Früchte fressende Wahlberg-Epaulettenflughund aus Kenia zu sehen. (Bild: Holly Lutz)

Sie können sich in die Luft erheben – darüber hinaus scheint Vögel und Fledermäuse wenig zu verbinden. Doch nun sind Forscher auf eine interessante Gemeinsamkeit gestoßen: Beide Tiergruppen besitzen im Vergleich zu anderen besonders wenige Mikroben im Darm, die zudem eine ungewöhnliche Zusammensetzung der Arten aufweisen. Wahrscheinlich hat dies mit den Flugfähigkeit der Vögel und Fledermäuse zu tun, sagen die Wissenschaftler: Mit einer „schlanken“ Darmflora lässt es sich besser abheben.

Sie rücken immer mehr in den Fokus der Wissenschaft: Die Bakteriengemeinschaften, die den Darm von Mensch und Tier besiedeln, haben sich in den letzten Jahren als Schlüsselelemente für die Ernährung und Gesundheit herausgestellt. Eine günstig zusammengesetzte Mikrobengemeinschaft hilft demnach, Nährstoffe aus der Nahrung zu mobilisieren, das Immunsystem fit zu halten und beeinflusst darüber hinaus viele weitere Vorgänge im Körper. Im Fall des Menschen ist bekannt, dass bestimmte Mikroben für uns typisch sind, obwohl es individuelle Unterschiede bei der Zusammensetzung der Darmflora gibt. Diese Bakterien haben sich im Laufe der menschlichen Evolution an uns angepasst und wir an sie. Ihre Bedeutung wird durch die Gesamtmasse deutlich: Die Mikroben des menschlichen Körpers können bis zu zwei Kilogramm wiegen.

Vergleichende Studie zur Darmflora von Wirbeltieren

Ein Forscherteam um Se Jin Song von der University of California in San Diego hat nun den Darmbakterien der Wirbeltiere eine Studie gewidmet. Um Beziehungen zwischen den Merkmalen der Mikrobengemeinschaften aufzudecken, analysierten die Wissenschaftler Kotproben von rund 900 Tierarten – einschließlich Vögel und Fledermäuse. Für letztere kletterten Mitglieder des Teams sogar in entlegene Höhlen, um Proben zu sammeln. Welche Bakterienarten im Darm der verschiedenen Tiere hausen, erfassten die Wissenschaftler durch genetische Analysemethoden. Zudem verglichen sie die physischen Merkmale des Verdauungssystems der unterschiedlichen Tierarten.

Es zeigte sich: Abgesehen von den Resultaten bei den Vögeln und Fledermäusen, bestätigten die Ergebnisse die Erwartungen der Forscher. Demnach ähnelt sich die Darmflora bei verwandten Arten und bei Spezies mit gleicher Ernährungsweise besonders stark. Doch das gilt nicht für die geflügelten Säugetiere. Bei den Fledermäusen stellten die Wissenschaftler fest, dass ihre Darmflora mit derjenigen von verwandten Arten wenig gemeinsam hat. Außerdem sind die Darmtrakte der Fledermäuse deutlich kürzer als die von Landsäugetieren vergleichbarer Größe und tragen insgesamt weitaus weniger Bakterien. Wie die Forscher berichten, findet sich dieses Muster bei keiner anderen Säugetiergruppe. Überraschenderweise glichen die Befunde aber denen bei den Vögeln.

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Eigenartige Bakteriengesellschaften

„Wir haben allerdings bei Vögeln und Fledermäusen keine Gemeinsamkeiten bei der Zusammensetzung der Darmflora festgestellt“, betont Song. „Die Ähnlichkeit besteht hingegen darin, dass es bei den beiden Tiergruppen keine spezifische Beziehung zu bestimmten Mikroben gibt“. Darin zeichnet sich ab, dass die konkreten Bakterienarten der Darmflora bei Vögeln und Fledermäusen eine vergleichsweise geringere Bedeutung besitzen, erklären die Wissenschaftler. „Es scheint fast so, als würden sie einfach einige Mikroben ihres Umfeldes aufschnappen. Offenbar brauchen sie die Mikroben nicht in der Weise, wie das bei anderen Tieren und bei uns der Fall ist“, sagt Co-Autorin Holly Lutz von der Univeresity of California.

Wie sie und ihre Kollegen betonen, ist klar, dass Vögel und Fledermäuse nur ausgesprochen entfernt miteinander verwandt sind: Ihre Entwicklungslinien haben sich schon tief in der Entwicklungsgeschichte voneinander getrennt. Später haben sie dann unabhängig voneinander Flugfähigkeiten entwickelt. Diese Anpassung ist wahrscheinlich für die Gemeinsamkeit bei den Merkmalen der Darmflora verantwortlich, sagen die Forscher. Der Knackpunkt ist dabei wohl: Die Bakterien fallen ins Gewicht und das können sich Flugkünstler nur sehr begrenzt leisten.

„Große Mengen von Bakterien im Darm können schwer werden und damit Kraft kosten“, sagt Lutz. „Tiere, die für das Fliegen viel Energie aufbringen müssen, können es sich vielleicht nicht leisten, viele Mikroben mit sich herumzutragen“, so die Wissenschaftlerin. Im Sinne eines günstigen Kosten-Nutzen-Verhältnisses hat sich das System der Darmflora bei den Vögeln und fliegenden Säugetieren deshalb wohl auf einem niedrigeren Niveau eingependelt, geht aus der Studie hervor.

Quelle: Quelle: Field Museum, Fachartikel: mBio, 10.1128/mBio.02901-19

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