Nature新聞：「萬能」的腸道微生物或許並不普遍，一些動物少了它們照樣活

腸道微生物被視為一個特殊的「器官」。可想而知，人類和一些動物如果沒有這一器官就無法健康生存。這些腸道居民分解食物，幫助我們對抗致病微生物。但最新的研究表明，一些物種，包括毛毛蟲，沒有腸道微生物也能正常生存。因而，科學家們猜想，腸道微生物可能並沒有我們想像的那麼普遍存在。

科羅拉多大學的進化生態學家Tobin Hammer通過對微生物的基因進行測序，研究了來自美洲的124種野生食葉毛毛蟲的腸微生物。在BioRxiv伺服器的預印本中，Hammer及其研究團隊並沒有發現這些腸道居民。

這篇論文是最新一項未能在其他動物或昆蟲物種中發現腸道微生物的研究。 Hammer表示，研究人員發表這樣的論文有一些麻煩，因為證明陰性結果是很困難的。

1毛毛蟲沒有腸道微生物

傳統的觀點認為，食草動物，如牛，需要腸道微生物來分解植物細胞壁中的纖維。因為Hammer研究的所有毛毛蟲都是食葉的，所以他認為這些毛毛蟲也會擁有一個多元複雜的微生物群。

「但是不要忘記，毛毛蟲不是迷你奶牛。」Hammer說。當科學家從大型食草動物身上檢查糞便時，發現微生物DNA比植物DNA多得多。但是在毛毛蟲身上卻出現相反的情況。Hammer發現的為數不多的幾種細菌和病毒似乎來自昆蟲的食物和環境。

研究人員還測試了毛毛蟲中的腸道微生物是否有助於它們以某種方式生存。他們孵出了72隻煙草天蛾的幼蟲（Manduca sexta），並用不同水平的抗生素消滅毛毛蟲所攜帶的任何微生物。但這種處理對幼蟲的健康或生存沒有影響。

哈佛大學研究毛毛蟲與細菌關係的生態學家Melissa Whitaker說，過去的研究也表明毛毛蟲沒有微生物。但這些研究只查看了少數的物種，Hammer的研究報告了超過100種物種。以前的研究也沒有關於毛毛蟲中存在的微生物是否有益的實驗數據。綜合起來，Whitaker認為，Hammer的工作影響巨大。

「它們是數量最龐大的食草群體之一，」Whitaker說。英國倫敦大學學院的一個項目估計，大約有18萬隻已知的毛蟲品種。Whitaker說：「如果它們不依賴於腸道的細菌來幫助他們消化，那麼它們靠什麼呢？」 這是一種完全不同的東西。非常迷人。」

Whitaker認為像Hammer這樣的結果比在文獻中看起來更為普遍。

「我認為有選擇偏見。」她說。研究人員可能不願意提交陰性結果，而期刊也可能同樣不願意發表。

這是一個很常見的故事——當Whitaker開始觀察毛毛蟲腸道細菌時，她相信她的數據或方法有問題。然而，最終確實沒有發現腸道共生菌。

其他科學家也有類似的經驗。加州大學聖地亞哥分校博士後，Jon Sanders研究了微生物及其宿主的共同演化。Sanders在秘魯螞蟻研究中發現，一些地面棲息物種似乎完全缺乏腸道微生物群。他的論文在被拒絕之前花費了一年半的時間。桑德斯最終將其發布到bioRxiv，現在正在Integrative and Comparative Biology雜誌上進行審查。

隸屬德國耶拿馬克斯普朗克化學生態研究所的Matan Shelomi花了幾年時間研究食草棒蟲（Phasmatoda）的腸道微生物。他也發現這種昆蟲的腸道中沒有微生物。後來，他的證據表明，Phasmatodea可以通過使用昆蟲進化史上早期從細菌中偷來的基因分解果膠（植物細胞壁中發現的另一種纖維）。Shelomi最終發表了他的發現，但他在同行評審過程中進行了大量工作和辯論。

一些脊椎動物也可能沒有腸道微生物。 「有趣的是，我聽說過一些研究人員在鳥類和魚類上也發現類似問題。」Hammer說。 他的研究中有來自幾種脊椎動物物種的數據作為對照。 比如山羊，包含腸道微生物。 但是當Hammer從鵝和蝙蝠的糞便中尋找腸道微生物時，卻發現沒有。

目前仍然只有少數已發表的研究表明有些動物的腸道沒有微生物。 但現在人們正在尋找，Whitaker，Hammer，Shelomi和Sanders都認為將來會有其他類似的發現。

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參考資料：1)The curious case of the caterpillar"s missing microbes

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