Research press release

【微生物学】鉄のように強靭なコンドルの腸

Nature Communications

Microbiology: The vulture’s iron gut

コンドルの腸内マイクロバイオームの解析が初めて行われ、その結果についての報告が、今週掲載される。コンドルの腸内微生物叢に多く見られたのは、他の脊椎動物に対して広範に病原性を持つクロストリジウム属とフソバクテリウム門の細菌で、腐りかけの肉を常食することに対する適応によってそうなった可能性が高い。

脊椎動物の体内にいる微生物は、宿主が死ぬと、直ちに宿主を分解し始める。これらの微生物は、宿主組織を分解する際に毒素を分泌するため、宿主の死骸は、ほとんどの動物にとって有害な食料源と化す。この初期分解過程は、コンドルが毒素にさらされる危険を高めるが、皮膚の硬い死骸をあさって食べるために必要なものと考えられている。そして、コンドルは、そうした死骸の内部をあさるために、頭部を腐りかけの獲物の体腔に直接差し込む。その結果、コンドルの頭頸部は病原性細菌にさらされる。

今回、Michael Roggenbuck、Lars Hansen、Gary Gravesたちの研究グループは、こうした毒素に対するコンドルの耐性について解明するため、最も広範囲に生息する2種(クロコンドルCoragyps atratusとヒメコンドルCathartes aura)の顔面皮膚と後腸(大腸)のマイクロバイオームの特徴を調べた。顔面皮膚のスワブによって検出された被食種のDNAは、ほとんどのコンドルの腸試料で完全に分解されていた。これは、コンドルの胃腸管内の化学的な状態が極めて苛酷なことを示している。また、酸性になっているコンドルの胃腸管が、腐りかけの死骸から摂取されるおそれのある微生物の強力なフィルターとして機能し、その結果、後腸の微生物叢がクロストリジウム属とフソバクテリウム門の細菌で占められていることも明らかになった。これらの微生物は、この過酷な状態で生き残るように適応したと考えられ、腐肉をさらに分解することで、コンドルに利益をもたらすこともできる。これは、特殊化した宿主と微生物の協調関係の一例である可能性がある。

The first analysis of the gut microbiome of the vulture is reported online this week in Nature Communications. The study found that Clostridia and Fusobacteria, bacteria that are widely pathogenic to other vertebrates, dominate the vulture’s gut microbiota, likely due to adaptations to a diet of decaying flesh.

Microorganisms present in vertebrates rapidly begin to decompose their hosts after death. As they break down tissue, these microorganisms excrete toxins that render the carcass a hazardous food source for most animals. Despite increasing the risk of exposure to toxins, this initial decomposition may be necessary to allow vultures to scavenge carcasses with tough skins. In addition, to obtain access to the inside of such carcasses, vultures often insert their heads directly in the body cavities of decaying prey, exposing their head and neck to pathogenic bacteria.

To determine how vultures are able to tolerate these toxins, Michael Roggenbuck, Lars Hansen, Gary Graves and colleagues characterise the microbiome of the facial skin and the hindgut (large intestine) of the two most widespread species of vultures in the New World: the black vulture (Coragyps atratus) and the turkey vulture (Cathartes aura). They find that the DNA of prey species, detected on facial swabs, was completely broken down in the gut samples from most vultures, indicating the presence of extraordinarily harsh chemical conditions in the vulture gastrointestinal (GI) tract. They also show that the acidic GI tract of vultures is a strong filter for microorganisms ingested from decaying carcasses, resulting in hindgut flora dominated by Clostridia and Fusobacteria. These microorganisms appear to have adapted to survive the harsh conditions and may also confer benefit to the vultures by further breaking down carrion, possibly exemplifying a specialized host-microbial alliance.

doi: 10.1038/ncomms6498

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